Monografia-Elias Dos Prazeres J. Muataco-Fase Final - Cópia
Monografia-Elias Dos Prazeres J. Muataco-Fase Final - Cópia
Monografia-Elias Dos Prazeres J. Muataco-Fase Final - Cópia
INTRODUÇÃO
No ambiente marinho são encontrados vários agentes que atuam negativamente sobre as
estruturas de betão reduzindo seu desempenho, e que podem ser agrupados em agentes químicos,
agentes físicos e agentes biológicos. Normalmente a acção destes agentes acontece
simultaneamente (RIBEIRO, 2001).
Segundo Mehta e Monteiro 1994, no ambiente marinho, a água salgada é o principal agente
responsável por processos físicos e químicos de degradação. Isto se explica pelo fato de que na
água do mar é possível se encontrar todos os elementos naturais conhecidos da tabela periódica,
cada um em uma determinada proporção. É importante lembrar que a concentração destes
elementos pode variar consideravelmente com a localização, tempo, estação do ano e
especialmente com a atividade biológica (ROSS, D. A. 1989).
Quando se considera a durabilidade das estruturas de betão armado exposto ao ambiente costeiro
e marinho, o aspecto menos estudado é o efeito do pH da água do mar e o teor de sais em
humidade atmosférica a que se expõe considerando apenas a estrutura quando esta em contacto
direto com o mar, por este motivo este trabalho visa esclarecer alguns pontos, geralmente
polêmicos, com relação ao pH da água e a influência destes sais na estruturas de betão expostos
parcialmente ou totalmente aos ambientes marinhos.
1
betão e a corrosão das armaduras do aço estrutural das edificações localizadas na costa marítima
do litoral de Moçambique, Provincia de Nampula no caso em estudo Ponte da Ilha de
Mocambique.
1.1. Objectivos
1.1.1. Geral
Compreender as diversas patologias existentes, resultantes da agressividade ambiental e que
podem manifestar-se de forma nefasta em elementos estruturais da Ponte sobre a Ilha de
Mocambique.
2
Problematização
1.1.2 Problema
Nos tempos actuais, é comum encontrar problemas patológicos nos elementos estruturais e não
estruturais em Pontes. Não só em Pontes antigas como também em novas pontes estas apresentam
algum tipo de patologia, apesar de uma notável evolução na indústria da construção.
Para Pontes que apresentam estes problemas, há aspectos essênciais e conhecimentos dos factores
que podem levar os mesmos à degradação e até mesmo a ruína, bem como o entendimento dos
mecanismos que fazem parte deste processo e os danos já causados. Com isso é possível planear
as acções a serem desenvolvidas, sendo por isso necessário estudar as formas de minimizar as
patologias. Apesar dos esforços realizados para a melhoria das patologias em Pontes prevalece
assim ainda o surgimento de patologias (corrosão do betão e armaduras), no caso especifico da
Ponte da Ilha de Moçambique) que é o fenómeno patológico em estudo neste trabalho (corrosão
excessiva em elementos estruturais da Ponte), prevalecendo assim um problema a mercê de uma
atenção da sua resolução. Foi assim que se formulou a seguinte questão de pesquisa:
1.1.3 Hipóteses
Fazendo um estudo detalhado das propriedades do betão e das suas debilidades em ambiente
agressivo, tem-se como hipótese que sustenta esta investigação a seguinte:
3
Sê efetuar-se um estudo detalhado das propriedades do betão, analisando-se os impactos deste
quando exposto ao ambiente de agressividade salina, melhorar-se-á as condições e mecânismos
de construção de obras de drenagem transversal em ambientes litoraneos (no caso em estudo
Ponte da Ilha de Mocambique), na costa de Moçambique, Provincia de Nampula e em locais com
características similares.
H (0): sê não se expor o Betão em Ambientes Agressivos por salinidade não ter emos surgimento
de patologias diversas nele.
H (1): Sê por acaso o estudo desenvolvido neste trabalho de pesquisa for validado não só ira
resolver os problemas patologicos da Ponte da ilha de Moçambique mas também resolvera
problemas relacionados com a área de materiais de construção que dão origem a diversas
patólogias em estruturas inseridas em Ambientes Agressivos por salinidade em Moçambique e no
mundo.
METÓDOS USADOS:
No que concerne aos métodos que serão aplicados para o desenvolvimento dessa pesquisa,
fixam-se como sendo os seguintes:
METÓDOS TEÓRICOS
Histórico-lógico: baseando-se na revisão bibliográfica de artigos, documentações, registos
referentes a procedimentos aplicados na construção da ponte da ilha de Moçambique e das
propriedades e fragilidades do betão quando exposto ao ambiente marinho.
Hermenêutico – dialético: metodologia esta que de forma interactiva será aplicada ao longo da
pesquisa e que ajuda a compreensão e interpretação do objeto e campo de acção.
MÉTODOS EMPIRICOS
Observação controlada: este basear-se-á na observação do betão que compõe a estrutura da
ponte da ilha de Moçambique exposto ao ambiente agressivo por salinidade e comparados com
4
material de apoio como por exemplo: Monografias, dissertações e artigos que abordam um estúdo
com os mesmos objectivos.
1.1.4 Justificativa
Estes problemas estão presentes na maioria das edificações expostas ao ambiente agressivo (no
caso em estudo salino), seja com maior ou menor intensidade, variando o período de aparição e a
forma de manifestação. Estes problemas podem apresentar-se de forma simples, sendo assim,
diagnóstico e reparo evidente ou então, de maneira complexa, exigindo uma análise
individualizada. A ocorrência dos problemas patológicos nas pontes causa uma redução do seu
tempo de vida útil, que está directamente relacionada com o desempenho dos materiais ou
componentes das pontes sendo assim algumas das razões que motivam a desenvolver o
estudo/pesquisa em causa.
5
CAPITULO I.
6
Figura 1: Proporção entre os principais elementos constituintes de uma típica amostra de
água do mar com salinidade de 35 (KIERA, 2001)
Historicamente a composição da água do mar tem sido estudada com grande ênfase,
principalmente durante o século 19, culminando com o estudo definitivo de Dittmar em 1870,
onde, após a análise de milhares de amostras de água de todos os oceanos, comprovou que,
embora a quantidade total de sais dissolvidos seja variável, as proporções dos elementos
principais são constantes e que a salinidade normalmente pode variar de 33 a 37 em oceano
aberto, mas em áreas fechadas e locais onde as condições são apropriadas à amplitude pode variar
entre 28 a 40 ou mais. No entanto uma média global de salinidade aceita para todos os oceanos é
de 35 partes por mil (LEMUS, 2001).
8
1.1.4 Agentes químicos de degradação
A agressividade química do ambiente marinho se deve principalmente aos sais que se apresentam
dissolvidos na água do mar, que são: Cloreto de sódio, Cloreto de magnésio, Sulfato de magnésio,
Sulfato de cálcio, Cloreto de cálcio, Cloreto de potássio, Sulfato de potássio e Bicarbonato de
cálcio. Para um concreto submetido à ação da água do mar são prejudiciais, em primeiro lugar, os
sais de magnésio e de sulfato, sendo que esta ação ocorre em longo prazo (LÓPEZ, 1998).
A agressividade do ambiente marinho às estruturas de betão deve, assim, ser dividida em dois
aspectos completamente distintos, com características de ataque distintos: uma relativa à
degradação do betão, pela acção dos sais agressivos; outra pelos processos de corrosão das
armaduras, devido a presença de íons Cloreto e a alta humidade do ambiente (LÓPEZ, 1998).
Na ausência de Cloretos o gesso secundário pode reagir com o C3A do cimento, formando
produtos expansivos, como pode ser observado na reação a seguir:
9
Na presença de Cloretos (água do mar) existe uma competição e o íon Cloreto reage com o C 3A
do cimento da forma apresentada na reação abaixo:
O ataque por sulfatos é a degradação mais significativa que acontece no concreto em contato com
a água do mar. No entanto, outras reações menos significativas também acontecem e podem ser
visualizadas na Figura 3.
(a) (b)
Figura 3:
a) Ataque das camadas de concreto em função da profundidade e dos gases dissolvidos (LÓPEZ,
1998);
10
1 - Zona de lixiviação;
Com relação ao efeito produzido na superfície do concreto (zona A – Figura 3(a)), pela acção do
Anidrido carbônico dissolvido na água do mar convém ressaltar que, à medida que a
profundidade aumenta, a proporção de gases dissolvidos se reduz substancialmente; devido a isso
o efeito desta degradação é bastante reduzido quando o elemento estrutural se encontra totalmente
submerso; também, com a carbonatação do Hidróxido de cálcio dissolvido nos poros, se obtém
uma camada mais impermeável, que dificulta a hidrólise dos Silicatos de cálcio. O processo
desenvolvido pode ser apresentado através das reações simplificadas a seguir.
Na camada interior adjacente a capa carbonatada (zona B – Figura 4(a)), os sais de Magnésio
(Cloretos e Sulfatos) reagem com a portlandita dando lugar ao Cloreto de cálcio solúvel ou
Sulfato de cálcio, conforme apresentado nas duas reações abaixo.
Nesta faixa se produzem reações de troca. Os produtos das reações afloram na superfície e o
restante se deposita nos poros e fissuras do concreto, sendo um produto branco e espesso, devido
a presença de água.
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Os sulfatos restantes e os combinados com o magnésio continuam o processo de difusão,
penetrando no concreto, formando uma terceira faixa (zona C – Figura 3(a)), onde ocorrem
reações de expansão, que só acontecem no caso do cimento possuir um alto teor de C3A e que o
Cloreto não o tenha consumido.
Os limites destas 3 faixas não são fixos e variam constantemente com o avanço da degradação do
concreto.
A distribuição das zonas apresentadas explica porque os cristais de Sulfoaluminato aparecem com
pouca freqüência mesmo em circunstâncias propícias para sua formação. Biczók 1981, apresenta
que os cristais de Sulfoaluminato de cálcio se destroem com relativa rapidez em uma solução de
sais de magnésio, o que acontece tão logo a zona de degradação por Magnésio se desloca na
direção da de corrosão por Sulfatos. Isto ocorre quando diminui a difusão do Hidróxido de cálcio
procedente das camadas internas do concreto, penetrando assim a água do mar, carregada de sais
de Magnésio, no interior do concreto.
Os íons Cloreto provocam tantos danos quando se considera o fenomeno de corrosão das
armaduras porque um único íon pode reagir com os íons de Ferro em solução durante toda a vida
de uma estrutura. Os íons Cloreto, após a reação de dissolução do Ferro, retornam para a solução
presente nos poros do concreto, aptos a dissolver um novo átomo, não sendo consumidos durante
as reações de corrosão (ERLIN, 1985).
12
Os íons Cloreto removem os íons ferrosos das áreas catódicas (ou protegidas, no início do
processo). A formação dos hidróxidos ocorre, por exemplo, devolvendo os mesmos seis íons
Cloreto para a solução.
A corrosão provocada por íons Cloreto ocorre por pites, mecanismos em que se apresentam
pontos de corrosão na superfície da armadura. Estes pites podem chegar a seccionar a barra,
provocando ruptura da mesma em casos extremos. As fotos apresentadas na Figura 4 ilustram a
exposição.
(a) (b)
Figura 4: Pites em barras de armaduras submetidas a ensaios de corrosão por íons cloreto
Apesar do mecanismo de corrosão por cloretos ser predominante no caso de corrosão das
armaduras de estruturas em ambiente marinho, não se pode esquecer que a presença do Dióxido
de carbono nas atmosferas urbanas também contribui para esse processo de degradação.
13
1.1.7 Agentes físicos de degradação do Betão
O desequilíbrio da radiação solar origina ventos que levantam as ondas e produzem as ondulações.
A fricção do ar que se move e pressiona as camadas superficiais de água e são transmitidas para
as camadas mais profundas, acabam gerando uma considerável movimentação de massas líquidas
fazendo com que a coluna d’água não se mantenha homogênea. Além disto existe a contribuição
das ondas, que apesar de possuírem apenas movimento de translação, possuem também
movimentos aproximadamente circulares durante seus movimentos ondulatórios (LEMUS, 2001).
A variação de densidade e temperatura das diferentes massas de água acaba gerando correntes
marinhas que são consideradas como verdadeiros rios dentro dos oceanos (LEMUS, 2001). A
título de exemplo: Na costa brasileira as principais correntes encontradas, ou que exercem maior
influência nas áreas costeiras, são a Corrente do Brasil e a Corrente das Malvinas, que acabam
influenciando directamente nas massas d’água costeiras que estão em contatodireto com as
estruturas de concreto.
Dentro dos processos de movimentação da água do mar são as ondas e as marés que possuem
efeitos directos na degradação das estruturas de concreto. As correntes apresentam uma acção
indirecta influenciando na concentração dos compostos químicos e na composição do material
14
carreado em suspensão, os quais poderão ter acção directa na erosão ou ataque químico às
estruturas.
Como efeito da ação das marés, uma estrutura exposta passa por ciclos de molhagem/ secagem,
calor/frio. As marés variam entre 0,5m, em algumas localidades, até 15m em outras. A variação
das marés no oceano é geralmente pequena, quase sempre menor do que 1m; no entanto, próximo
à costa esta variação pode chegar a mais de 5m (DURACRETE, 1999).
As ondas atuam na degradação das estruturas através do desgaste superficial provocado por seu
impacto contínuo. A variação das marés afeta, além da estrutura exposta ao ar livre e que pode
receber a água do mar diretamente ou apenas por respingos ou névoa (Figura 5), também as
partes das estruturas que estão sujeitas às variações do nível do lençol freático, que possui
características químicas bastante peculiares.
Além de agente de transporte do aerossol marinho, o vento age como um catalisador nos ciclos de
molhagem e secagem das estruturas favorecendo a precipitação ou formação de sais.
15
afetam positivamente pelo fato de servirem de anteparo para as ondas reduzindo assim a acção
directa destas.
Outro exemplo de efeito ambíguo é o das algas. Estas podem ser consideradas nocivas às
estruturas quando observadas como formadoras de compostos sulfurosos, Ácido carbônico e
Dióxido de carbono. Por ouro lado as algas em zonas submersas podem selar a superfície das
estruturas melhorando assim sua durabilidade (http://eddy.uvigo.es/Docencia/MOF/MOF-2.html,
2015).
Este ambiente poderá estender-se até grandes distâncias da linha costeira devido à acção dos
ventos fortes que, ao transportarem os agentes agressivos da água do mar, podem causar
problemas de durabilidades nestas estruturas.
No ambiente marítimo podem-se diferenciar quatro zonas microclimáticas (Fig. 5), em função
do posicionamento do elemento de betão em relação ao nível do mar: “zona atmosférica”, “zona
de rebentação”, “zona de maré” e “zona submersa” (COSTA, 1997).
16
Figura 5:Condições de exposição e mecanismos de deterioração num ambiente marítimo
(COSTA, 1997).
Subindo ao longo do pilar, distingue-se um novo microclima: a “zona de marés”. Neste caso, o
betão não se encontra permanentemente submerso (maré cheia ocorre duas vezes por dia),
fazendo com que a camada superficial do betão possa secar e a penetração do oxigénio se dê
17
com maior facilidade. Este aspecto não ocorre no interior do betão, que continua a estar
saturado devido à regularidade com que estas zonas se encontram submersas. Deste modo, os
principais mecanismos de deterioração são o ataque químico e biológico do betão, a “corrosão
negra” e a erosão do betão.
Acima da zona de marés, é possível identificar-se outro microclima, também caracterizado pelos
ciclos de molhagem/secagem, mas onde os períodos de secagem são bastante mais prolongados
do que no caso anterior, facilitando o accesso do oxigénio ao interior do betão e gerando assim
condições para que a corrosão das armaduras se possa desenvolver com grandes velocidades.
Este microclima é denominado por “zona de rebentação” e os principais mecanismos de
deterioração são a corrosão de armaduras e a erosão do betão provocada pelo impacto das ondas
do mar e dos materiais sólidos por este transportado.
Por fim, a uma maior distância do nível de água do mar, existe uma zona também exposta à
acção dos sais devido ao transporte, por acção do vento, dos borrifos criados pela rebentação
das ondas. Esta é denominada por “zona atmosférica” e pode afectar estruturas afastadas da
costa, expondo-as aos agentes agressivos da água do mar. Neste microclima, a corrosão das
armaduras por acção dos cloretos constitui o principal mecanismo de deterioração, embora a
carbonatação do betão também possa ocorrer. Este último mecanismo, embora constitua uma
acção com uma agressividade muito inferior à dos cloretos, contribui significativamente para
agravar a corrosão das armaduras provocada por este agente agressivo.
Causas Físicas
Como foi exposto anteriormente, as principais causas físicas de degradação de estruturas de
betão armado inseridas num ambiente marítimo são:
Erosão e cavitação;
Impactos das ondas do mar.
A erosão é um tipo de desgaste importante para estruturas de betão em contacto com a água em
escoamento uma vez que esta transporta muitas vezes areias ou calhaus que, ao entrar em
contacto com o betão, o deterioram. Esta acção depende grandemente da velocidade do
escoamento sendo mais importante, por exemplo, em descarregadores de cheias ou canais
artificiais do que em estruturas edificadas em zonas marítimas. A erosão progride rapidamente
18
assim que a camada superficial de betão é desgastada, podendo provocar estragos com
profundidades de alguns centímetros até alguns metros (FERREIRA, 2000).
Causas Químicas
O cimento Portland hidratado é atacado por muitos sais e soluções ácidas do meio ambiente que
podem induzir várias formas de deterioração química do betão através de reacções com a pasta de
cimento ou com os constituintes dos agregados.
A maior parte dos problemas resultantes de ataques químicos surgem devido à penetração de
fluidos agressivos para o interior dos poros do betão, razão pela qual a permeabilidade do betão
assume particular importância. Esta penetração pode dar-se por vários mecanismos, que
normalmente não se processam isoladamente, havendo quase sempre combinações entre eles. Os
mais importantes são a difusão, a absorção por capilaridade e a permeabilidade:
a difusão é um processo pelo qual um fluido (líquido, ião ou gás) passa através do betão devido a
um gradiente de concentração, ou seja, é um processo que faz com que, do ponto de vista
macroscópico, seja transportado um soluto das zonas de concentração mais elevada para as zonas
de concentração mais baixa; neste caso, a penetração não está associada ao transporte de água
para o interior do betão, como acontece com a penetração por permeabilidade ou por absorção,
mas sim ao movimento dos iões na solução dos poros do betão; neste mecanismo de transporte, a
presença de água nos poros é essencial, o que faz com que a penetração seja máxima
nos ambientes saturados e mínima em ambientes secos; deste modo, num ambiente marítimo, a
difusão assume maior importância na “zona submersa”, diminuindo sucessivamente de
importância na “zona de maré”, “zona de rebentação” e “zona atmosférica”;
19
1.2.2 A sucção capilar ou absorção:
é a penetração dum fluido no betão por acção de sucção da sua estrutura; os poros no betão
apresentam uma grande gama de dimensões e, um líquido entra em contacto com estes, é
absorvido pelas forças capilares presentes em cada poro; estas forças são inversamente
proporcionais ao diâmetro dos poros, sendo que os de dimensão menor exercem uma maior força
capilar (apesar da velocidade de ingresso do fluido nos poros menores ser inferior à dos de maior
dimensão); o mecanismo de transporte por absorção ocorre quando a estrutura está sujeita a
ciclos de molhagem/secagem por águas contaminadas por cloretos, assumindo particular
importância na “zona de rebentação”.
1.2.3 A Permeabilidade:
é a propriedade de um meio poroso se deixar atravessar por um fluido sob a acção de um
gradiente de pressão; a velocidade de penetração do fluido é largamente influenciada pela
estrutura porosa, por fendas e pelo meio ambiente que envolve a superfície do betão; este
mecanismo de transporte tem significado quando a estrutura está sujeita ao contacto de líquidos
sobre pressão que contêm cloretos, como acontece nas “zonas submersas” em ambientes
marítimos, onde a pressão hidrostática é relativamente elevada.
Excetuando o impacto das ondas do mar, a cavitação e a erosão do betão, as acções que mais
contribuem para a deterioração de estruturas, expostas durante largos períodos de tempo num
ambiente marítimo, são o ataque químico de betão e a corrosão das armaduras.
20
Embora a passivação represente um mecanismo de protecção normal das armaduras inseridas
num betão de boa qualidade, pode ocorrer a destruição desta película quer pela diminuição do
PH da solução existente nos poros do betão, quer devido a uma concentração de cloretos acima
do teor crítico, dando-se início à corrosão do aço.
Os hidróxidos fluem na direcção do ânodo através do betão (que funciona com electrólito) dando
origem a produtos de corrosão cuja forma final depende das condições de humidade e da
disponibilidade de oxigénio.
Este processo origina a formação dos produtos de corrosão que, por ocuparem um volume muito
superior ao do ferro geram no interior do betão tensões muito elevadas que acabam por
fendilhar, delaminar e destacar o betão de recobrimento das armaduras.
É necessário, em primeiro lugar, que a protecção das armaduras seja destruída, por
redução do PH da solução existente nos poros, devida, por exemplo, à carbonatação, ou
pela contaminação de cloretos; nas zonas onde ocorre esta situação, formam-se os ânodos.
É necessário que ocorram diferenças de potencial na superfície das armaduras, devidas,
por exemplo, a diferenças na composição do betão, a diferenças de humidade e acesso de
ar ou a diferenças de tensão nas armaduras;
Na zona catódica deve existir disponibilidade de oxigénio; assim, é necessário que ocorra
a difusão contínua de oxigénio da superfície do betão para a zona da armadura, que
funciona como cátodo;
As zonas anódicas e catódicas devem estar ligadas electrica e electroliticamente de modo
a que os electrões e os iões possam fluir entre elas; a malha de armaduras funciona como
condutor eléctrico permitindo que os electrões fluam do ânodo para o cátodo; para que o
betão funcione como electrólito, é necessário que contenha humidade suficiente.
1.2.5 Cloretos
A contaminação de estruturas de betão armado por cloretos tem criado problemas sérios de
corrosão de armaduras obrigando a que se despenda uma avultada soma de dinheiro em
reparações. A Noruega constitui um caso pragmático pois, após investigar este tipo de problema,
concluiu que mais de 50% de todas as grandes pontes ao longo da costa sofriam de problemas
de corrosão ou já tinham sido alvo de reparações pelo mesmo efeito. A maior parte destas
pontes foi construída nos últimos 25 anos e uma delas estada tão severamente corroída que isso
obrigou à sua demolição (FERREIRA, 2000).
Esta contaminação pode ocorrer devido à exposição do betão a ambientes agressivos (tais como
os ambientes marítimos) ou devido à utilização, durante o fabrico do betão, de aceleradores do
processo de cura que contenham cloreto de cálcio ou de areias da praia mal lavadas.
23
Figura 8: Comparação entre perfis de concentração de cloretos no tempo t [anos], para o
caso em que os cloretos estão contidos na mistura inicial e o caso em que a contaminação
provém do meio exterior (FERREIRA, 2000).
Quando os cloretos provêm do meio exterior, a concentração deste agente agressivo vai
aumentando com o tempo até se atingir um valor que cause a ruptura localizada da película
passiva (teor crítico) e, consequentemente, o início da corrosão. O perfil de concentração de
cloretos é geralmente decrescente com a profundidade, como se pode observar na Fig. 8.
Devido à acção das águas da chuva, poderá ocorrer a lavagem do betão superficial, sendo
atingido o máximo teor de cloretos no interior do betão e não à superfície (Fig. 9).
24
No segundo caso (inclusão dos cloretos durante processo de fabrico de betão), a despassivação
das armaduras poderá ocorrer imediatamente e o teor de cloretos é aproximadamente constante
em todo o elemento de betão.
A corrosão por cloretos é caracterizada por zonas anódicas pequenas (zonas onde se deu a rotura
local da película passiva) e zonas catódicas grandes (zonas passivadas localizadas geralmente
perto das zonas anódicas) o que, como as correntes catódicas têm de ser iguais às correntes
anódicas, conduz a velocidades de corrosão muito elevadas e a que se dêem perdas acentuadas
de secção de armadura (chegam a ser superiores às perdas devido à carbonatação do betão em
cerca de 10 vezes).
Tais diferenças podem ter origem em vários aspectos distintos, referidos em pormenor em
(COSTA, 1997), e que se resumem de seguida:
A origem dos cloretos é outro dos parâmetros que influenciam o teor crítico, tendo-se
demonstrado que, para a mesma quantidade total de cloretos, o teor de cloretos livres é maior
quando estes provêm do meio exterior do que quando estes foram incorporados na massa do
betão aquando do seu fabrico; deste modo, o teor crítico será inferior na primeira situação
devido, possivelmente, à menor capacidade de fixação dos cloretos quando a pasta de cimento já
se encontra hidratada e endurecida;
Os aditivos (micro sílica, escórias de alto forno, cinzas volantes e pozolanas) também
podem influenciar o teor crítico, não havendo contudo consenso quanto ao seu efeito; assim,
enquanto alguns autores defendem que a utilização de aditivos conduz a uma redução da
capacidade de fixação de cloretos e, consequentemente, à diminuição do teor crítico de cloretos
que conduz à despassivação das armaduras, outros defendem que, segundo alguns estudos
26
realizados pelos próprios, esta adição conduz a um efeito contrário, ou seja, ao aumento desse
teor.
Assim, a análise do risco de corrosão devido à contaminação de cloretos não é simples já que
não existe um valor fixo do teor crítico que seja válido para todos os casos.
O ataque de cloretos tem ainda como agravante o facto de estes actuarem como catalisadores da
corrosão, acelerando a velocidade da reacção química sem se alterarem no decorrer deste
processo.
1.2.6 Carbonatação
A corrosão das armaduras devida à carbonatação do betão ocorre de forma generalizada, ao
invés da corrosão por ataque de cloretos que é mais localizada, e é desencadeada quando o
dióxido de carbono da atmosfera reage com o hidróxido de cálcio produzido pela hidratação do
cimento. Como resultado desta reacção, o PH da água contida nos poros do betão decresce para
o nível apresentado por uma solução saturada de carbonato de cálcio, ou seja, para um PH
inferior a 9. À medida que a frente de carbonatação se vai aproximando das armaduras, a
película passiva começa a deteriorar-se de forma generalizada e, na presença de água e oxigénio,
pode-se dar início à corrosão das armaduras.
A penetração do dióxido de carbono para o interior do betão ocorre por um processo de difusão
em meio gasoso. Deste modo, como a velocidade de difusão do CO2 na água é muito baixa
(cerca de 104 vezes inferior à velocidade de difusão no ar), a carbonatação quase não se faz
notar em estruturas saturadas ou com uma humidade relativa muito elevada.
Actualmente ainda são poucas as estruturas em que, durante a fase de projecto, é elaborado um
plano de manutenção o que leva, em grande parte dos casos, à necessidade de se recorrer a
inspecções estruturais apenas quando o estado de degradação começa a ser mais evidente ou
quando se pretende reabilitar uma estrutura de maneira a satisfazer solicitações diferentes
daquelas para as quais fora inicialmente concebida.
Numa inspecção de uma estrutura em que a corrosão é a principal causa de degradação, dever-
se-á procurar detectar os factores ambientais causadores da deterioração, recolher dados que
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permitam caracterizar o betão e o estado das armaduras e prever o desenvolvimento dessa
mesma deterioração. Deste modo, no que concerne às características do betão, importará
determinar:
No que respeita ao estado das armaduras, importará sobretudo que seja medida a velocidade de
corrosão (no caso de esta se ter já iniciado).
A determinação do número, tipo e localização dos ensaios a realizar deverá ser feita na fase de
“inspecção preliminar”, que constitui uma etapa fulcral para o sucesso de uma inspecção, uma
vez que permite caracterizar superficialmente as principais anomalias e, com base na
experiência, estimar a causa ou causas que levaram à deterioração da estrutura.
29
Para se determinar a resistência à compressão do betão, é usual recorrer-se ao ensaio de
compressão uniaxial de carotes extraídas da estrutura. A determinação do local onde estas
deverão ser extraídas poderá ser definida primeiramente através de uma análise da
homogeneidade do betão (com um esclerómetro ou pelo método dos ultra-sons) que permitirá
perceber se a amostra extraída é representativa da estrutura ou se corresponde a uma
singularidade pontual. Após esta fase, dever-se-á proceder à detecção das armaduras existentes
recorrendo, por exemplo, a um aparelho de indução magnética (FerroScanner), para evitar cortar
armaduras.
Este ensaio não destrutivo, para além de permitir marcar as zonas onde se conseguem extrair as
carotes para ensaio à compressão sem que sejam interceptadas armaduras, identifica a espessura
de recolhimento, necessária para se saber se a carbonatação ou os cloretos já atingiram as
armaduras.
30
Estes espaços poderão, contudo, não estar interligados impedindo assim a entrada de água
contaminada para o interior do betão (Fig. 10). Deste modo, o que importará medir na fase de
inspecção, será a porosidade efectiva que permite a entrada de água ou de agentes agressivos para
o interior do betão.
31
No caso de se pretender optar por um dos métodos de reparação electroquímicos (realcalinização,
dessalinização ou protecção catódica), a determinação da resistividade eléctrica do betão adquire
maior importância uma vez que pode condicionar o sucesso ou insucesso destas reparações, ao
dificultar a passagem da corrente eléctrica.
Este tipo de ensaios permite localizar as áreas onde o betão armado precisa de ser reparado ou
protegido e, através da sua aplicação periódica, acompanhar o comportamento de estruturas
novas, minimizando assim os seus custos de manutenção.
As medições podem ser efectuadas insitu ou em laboratório (Fig. 11). No primeiro caso é
usualmente utilizada a sonda de Wenner, que consiste num conjunto de quatro eléctrodos em
linha, numa fonte de corrente alterna e circuitos electrónicos e que permite medir a variação da
resistividade com a profundidade ou elaborar um mapeamento da resistividade (detecção das
variações da resistividade ao longo da superfície do elemento). Esta técnica pode servir ainda
para avaliar a uniformidade e qualidade duma estrutura e detectar áreas contaminadas, por
exemplo, com cloretos se for complementada com medições de potenciais eléctricos
(www.oz.pt,novmbro de 2015).
O equipamento é composto por uma célula de medição (eléctrodo que contém uma ponta
metálica inserida na sua própria solução saturada, como por exemplo prata em cloreto de prata ou
cobre em sulfato de cobre, uma esponja num dos topos e uma ficha de ligação ao voltímetro na
outra), um voltímetro e um eléctrodo secundário que tem de ser ligado directamente a uma
armadura (podendo ser necessário picar o betão até que essa armadura fique exposta).
33
É possível ainda organizar os resultados obtidos em forma de mapa de linhas equipotenciais
(através da utilização de um software que vem incluído no kit do aparelho – Fig. 12).
Figura 10: Exemplo de um mapa de potencial de uma viga dum porto cais localizado na
Noruega (FERREIRA, 2004)
Recuperar uma estrutura de betão, em grosso modo, é devolvê-la às suas condições originais, ou
seja, antes de ser atacada pela corrosão do betão. Além de remover as oxidações, há ainda a
necessidade da reconstrução do recobrimento de armaduras, de preferência com betão bem
adensado. Este recobrimento tem a finalidade de: impedir a penetração de humidade, oxigênio e
agentes agressivos até as armaduras, recompor a área da secção de betão original;
Propiciar um meio que garanta a manutenção da capa passivadora no aço. Esse novo
recobrimento pode ser executado através de qualquer procedimento que atenda a esses requisitos
como:
Betões e argamassas poliméricas obtidas de mistura de argamassas convencionais com
resinas à base de metil metacrilato ou até mesmo epoxy. Têm consistência tixotrópica,
alta durabilidade, impermeabilidade, aderência ao betão "velho" e à armadura, porém são
34
ideais para reparos localizados em pequenas áreas, não necessitam fôrma e requerem
mão-de-obra especializada e testes prévios de desempenho, pois há muita flutuação nas
características desses produtos. Esses betões e argamassas têm a vantagem de não
acarretarem problemas estéticos, pois podem ser moldados em pequenos "espaços"
disponíveis. Em geral são tem preço bem elevado.
Betão projetado com espessura mínima de 50 mm. o betão projetado tem boa aderência ao
betão "velho" e não requer fôrmas, ideal para grandes áreas, como paredes, mas tem a
desvantagem de acarretar muita reflexão (perda de material) e "sujar" o ambiente.
Betões e argamassas especiais para "grauteamento". Esses produtos não apresentam
retração, têm boa aderência e podem ser autoadensáveis, não exigindo aumento de secção
além da original; porém, inconvenientemente, requerem fôrmas muito estanques. Tem sua
principal aplicação em locais densamente armados ou com dificuldade de acesso, pois
podem ser facilmente bombeados;
Em caso de bombeamento, a aplicação deverá ser de modo contínuo até o completo
preenchimento do reparo (verificar pelos suspiros). Vedar os suspiros; aumentar, então, a
pressão da bomba em 5,0 psi e encerrar o bombeamento, tampando o furo de entrada do
bico da bomba.
35
Estas forças variam em cada método de aplicação. No caso de aplicação com espátula, a força
será proporcionada pela pressão entre a espátula e o substrato, já no caso do material vertido
haverá pressão pelo peso próprio ou, se necessário, pela vibração do material, na estrutura ou nas
fôrmas. A pressão pneumática é suficiente no caso de concreto bombeado e finalmente as forças
de impacto no caso dos concretos projetados.
É muito importante utilizar técnicas adequadas e materiais que não segreguem durante a
aplicação. Qualquer segregação dos componentes do material de reparo provoca uma alteração
das suas propriedades físicas e reduz drasticamente a possibilidade de se obter a primeira
premissa quando do início dos estudos: restaurar a estrutura o mais próximo possível do
especificado no projeto original. Finalmente, cabe lembrar que, antes de qualquer recuperação,
devem ser identificadas e sanadas as causas.
Caso isso não seja observado, corre-se o risco de acarretar corrosão em outros locais por haver
criado mais descontinuidade na estrutura, além das que originalmente existiam. Quando a causa é
devida a cloretos incorporados à massa de betão, a solução pode não ser simples e, em geral,
requer respostas específicas para cada caso. Na proteção das armaduras de concreto pode ser
necessário o emprego de recursos especiais de proteção quando, por exemplo: · não há como se
obter o recobrimento mínimo adequado; · não há como se impedir o uso ou acesso de agentes
agressivos;
A combinação de factores como o local dos trabalhos, betão a ser reparado, projecto original e o
material do reparo são únicos em cada serviço. Muitas vezes, tentamos copiar uma solução
adoptada em uma obra que tem propriedades diferentes da nossa, executando um reparo
inadequado para as nossas condições. É importante a verificação destes factores por um projetista
ou calculista experiente e a execução por mão-de-obra qualificada e com serviços similares
efetuados.
1.3.8 Soluções para o concerto ou reparação das patologias encontradas durante o estudo:
Como soluções de reparação dos problemas identificados pelo presente estudo, propõe-se: mão-
de-obra especializada e consiste nas seguintes etapas delicadas a seguir:
36
Selecionar um material de qualidade reconhecida, apropriado para as recuperações do
betão que possua características físico-químicas e performances compatíveis com o
projecto original;
Escolher o método de aplicação adequado ao material selecionado acima com o objectivo
de obter o seu melhor desempenho;
Preparar correctamente a superfície do substrato a ser reparado, deixando-o livre de betão
solto, óleos, graxas e.t.c e com forma geometricamente simples. No caso de materiais de
base mirenal (cimento portland) satura-lo com agua.ja no caso de materiais a base de
epoxy, esse substrato devera estar seco;
Uma aplicação bem executada e uma cura eficiente irão proporcionar um reparo
duradouro e na melhoria das vezes melhor até que a estrutura de betão original;
Uma especial atenção deve ser observada nos procedimentos de aplicação do material.
Detalhamos a seguir alguns desses aspectos diretamente envolvidos com as técnicas de
recuperação e restauração das estruturas afectadas. ·
Remover completamente todo o betão fraco, solto, laminado ou trincado, óleos, graxas, sais e
quaisquer outras contaminações existentes. Utilizando as ferramentas adequadas ao tipo de
serviço, preparar o substrato de forma rugosa, sólida e limpa. · O perímetro do reparo deverá ter
forma geometricamente simples, evitandose excesso de quinas.
Os ângulos de corte deverão ser retos, não sendo recomendadas grandes variações da
profundidade do corte e escarificação.
Limpar toda a armadura que estiver com sinais de corrosão, seja por meio manual (escova
de aço) ou mecânico (pistola de agulha ou hidrojato), recompondo as barras que tiverem
mais de 20% do seu diâmetro perdido.
Todas as juntas deverão ser reconstituídas. Novas juntas poderão ser necessárias.
Verificar com o projetista os detalhes e desenhos.
Realizar análise criteriosa da possível redução de seção transversal das armaduras
atacadas. Se viável, esta análise será feita através de ensaios comparativos de resistência
entre peças sadias e as mais atingidas.
Se necessário, colocar novos estribos e/ou novas armaduras longitudinais.
37
Sempre que se empregar solda, esta deve ser à base de eletrodos, controlando-se o tempo
e a temperatura a fim de evitar a mudança da estrutura do aço, principalmente se este for
de classe B (EB-3 da ABNT).
Para garantir uma durabilidade perfeitamente compatível com a vida útil expectável das
construções correntes, basta que o betão seja relativamente compacto e com uma resistência
razoável.
Selagem de Fendas
O método conveniente para a selagem das fendas identificadas pelo presente estudo, consistirá na
aplicação de injecções no betão com (resinas epóxicas) que deverá ser precedida de uma limpeza
eficiente da poeira aderente a estrutura, devendo esta encontrar-se bem seca quando for feita a
aplicação do selante.
De seguida recomenda-seque:
38
Sistema de Injecção em Betão
Figura 13:Injecção através de furos e tubos executados na zona superficial da fenda; Fonte
Web grafia, 2017
39
Injecção superficial com vácuo:
Figura 14: Que sujeita a superfície do betão a uma pressão vácuo, sendo as argamassas
absorvidas pela pressão exercida.fonte Web grafia, 2017.
FIGURA 15: com preenchimento da fenda ou vazio apenas por acção da gravidade.Fonte
Web grafia, 2017
40
Descritos na NP EN 1504-5 (1), nomeadamente:
Abertura da fenda, considerando cinco classes – 0,1, 0,2, 0,3, 0,5 e 0,8 mm;
Atividade da fenda – fenda ativa, passiva ou latente;
Estado de humidade da fenda – seca, húmida, molhada ou com fluxo de água;
Origem da fissura – retração plástica, estrutural, corrosão ou reações expansivas internas
(ReaçãoÁlcalis Agregado ou ReaçãoSulfática Interna). Se a fendilhação do betão for
causada pela corrosão de armaduras ou por reações expansivas internas, a injeção apenas
é eficaz se estas causas forem totalmente eliminadas. Para tal, poderão ser aplicadas
medidas de proteção adicionais, em função da causa específica, tais como: proteção
catódica, extraçãoeletroquímica de cloretos, realcalinização do betão ou sistemas de
proteção da superfície.
Os ligantes hidráulicos são argamassas, em forma calda, à base de cimento e/ou cal
hidráulica, caldas de cimento especiais e caldas de silicatos de potássio ou de sódio, que
são principalmente utilizadas na categoria abaixo;
Os ligantes poliméricos podem ser utilizados nos três tipos de categorias e consistem
essencialmente em resinas: de base epóxi – categoria (i); de base poliuretano – categoria
(ii); e de base acrílica – categoria (iii).
41
As principais vantagens dos ligantes hidráulicos são o seu baixo custo, compatibilidade
com o ambiente de exposição, fácil manuseamento e previsibilidade da durabilidade (se
forem similares ao material de suporte). Relativamente aos ligantes poliméricos, a sua
principal vantagem refere-se à maior capacidade de penetração em relação aos anteriores
2.
A seleção do tipo de material de injeção deve ser realizada em função dos seguintes parâmetros:
•Tipo de suporte;
• Objetivo da reparação.
42
CAPÍTULO II
Este capítulo é caracterizado pela apresentação e análise dos resultados obtidos no local da
pesquisa, portanto, a mesma consistira em ilustração e descrição de cada figura. Assim como a
validação dos resultados obtidos no campo da pesquisa. Será possível mediante a discussão dos
mesmos, referênciados por alguns autores que abordam a temática em causa.
FIGURA 16: Vista Frontal da ponte da ilha de Moçambique. Fonte: O autor, 2017
43
De acordo com o apresentado na classificação das construções de Moçambique, a ponte é
caracterizada como sendo uma infra-estrutura de ligação entre a costa e o continente e com a vital
importância do transporte de pessoas, bens, mercadorias de um ponto para o outro (vice-versa)
em razão de ser uma infra-estrutura utilizada para fins públicos ou local de visitas históricas, A
Ponte é gerida pela A.N.E (Administração Nacional de Estradas) orgão de tutela de gestão de
estradas e pontes ao nível do território moçambicano.
O encontro sul (lado da ilha de Moçambique) esta apoiado ao terrapleno de solos selecionados
devidamente regularizados e compactados, na parte superior do tabuleiro apresenta revestimento
de pavimento flexivel executado com revestimento betuminoso que faz a ligação entre a ponte e a
estrada de acesso principal da Ilha de Mocambique.
Esta estrutura classifica-se como sendo uma estrutura recticulada isto porque a transmição dos
esforços actuantes e feita de forma isolada dando existência de vários elementos como: consolas
curtas, tabuleiro em lajes maciça, vigas de bordo e vigas principais interrompidas por meio de
juntas de transição a cada 50 metros, estacas.
A ponte é também constutuida por infra-estruturas de apoiotais como: 2 guaritas com as suas
respectivas cancelas no lado do continente e do lado da ilha.
Cujo a sua finalidade é de garantir a correcta utilização da infra-estrutura publica não permitindo
o excesso de carga alem das previstas actuais 3,5 toneladas por razões de segurança face ao
estado limite de utilização da infra-estrutura e ainda fazer a tributação devido a utilização do bem
publico para que haja geração de receita que possibilite as intervenções. Tais como:
reabilitações sempre que houver necessidade.
Os revestimentos exteriores da ponte estão constituídos por emboço, reboco e pintura resistentes
a agrecção salina sobre as estruturas em betão armado e os recobrimentos mínimos adoptados não
apresentam-se em conformidade em alguns pontos, isto é: pela pesquisa identifiquei que variam
os mesmos entre 2,5cm a 3cm. O que não vai de acordo segundo REBAP da 1° SERIE-N°174-
30-7-1983 (Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-esforço) no seu artigo 78° na
pagina 2832-(131) define para cada tipo de ambiente o recobrimento mínimo a utilizar.No caso
em estudo segundo o regulamento acima citado a nossa estrutura encontra-se exposta em
45
Ambiente muito Agressivo o que no mínimo deveria ter como recobrimento usual 4,0cm e que
no caso não verifica-se.
Tabuleiro da Ponte;
Maciço do encontro (lado continente);
Fendilhação excessiva de estacas;
Corrosão do betão;
Corrosão de guarda corpos em ferro galvanizado;
Fendilhação em Viga.
A técnica de selecção dos elementos sob o qual incidiu o presente estudo, foi o estado precário
que as mesmas apresentam, tendo-se para isso, tornado prioritário os elementos apresentando o
estado mais desfavorável. Esta técnica, baseou-se naideia de majorar os casos desfavoráveis e
minorar os casos favoráveis, pois, é com os casos desfavoráveis que se deve preocupar. Como
anteriormente referido, os elementos pré-definidos funcionamcomo elementos estruturais do
edifício, o que também serviu de condicionante na definição dos elementos em análise, pois a
atenção especial deve ser dispensada aos elementos estruturais de ponte.
Uma vez que o presente estudo teve como objectivo, compreender as diversas patologias
existentes e que podem manifestar-se em elementos estruturais da ponte da ilha de Moçambique,
este ponto constitui base no estudo de caso efectuado.
46
seguido de fotografias e entrevistas necessárias para a obtenção de dados reais conclusivos para o
diagnóstico.
Segundo as informações obtidas no local de estudo por meio das entrevistas efectuadas aos
antigos moradores da ilha, a mesma beneficiou-se de uma intervenção (assistência técnica) por
um empreeiteiro creditado pela A.N.E (administração nacional de estradas) na data de 21-07-
2014 que aconteceu devido a degradação excessiva que a ponte vinha registando por volta deste
período.
Desta forma, são de seguida apresentadas ilustrações das patologias apreendidas nos elementos
em análise no presente estudo.
Segundo o Eng. Roberto José Falcão Bauer“No litoral, os sais retirados do Mar pelas ondas e
transportados pelo ár podem percorrer grandes distâncias e se depositarem sobre o betão na forma
de gotículas de água” e o problema maior são os iões cloretos (CI-) que embora muito pequenos
eles têm elevada mobilidade no interior do Betão.
Segundo escreveu o Eng.Paulo Roberto do Lago Helene, no livro “corrosão das Armaduras para
o Betão Armado” da PINI, a velocidade de corrosão pode ser 30 a 40 vezes maior do que em
atmosfera rural e os danos podem ainda ser mais severos quando a estrutura esta sujeita à
variação do nível do Mar (efeito splash zone). Isso acontece porque, além do ataque de cloretos
ser mais intenso, nessescasos conforme explica o investigador “Arnaldo Battagen” chefe dos
laboratórios da ABCP (Associacao Brasileira do Cimento Portland) há uma formação de etringita
secundaria, material do carácter expansivo pela reacção dos aluminatos do cimento e sulfatos da
água do Mar. a pressão de cristalização desse componente é muito grande, com expansão com
47
mais de 300%. Assim quando essa pressão atinge a resistência a tração do Betão ocorrem as
fissurações e o processo de deteorioração do Betão se intensifica.
FIGURA 17: Vista Longitudinal- (emendas na parte inferior do tabuleiro devido a corrosão
do Betão, causadas por agressividade salina), fonte: o Autor 2017.
Atendendo que a maior parte das Pontes construídos no período colonial como é o caso da
ponteem estudo construída no ano de 1960 até 1967 não respeitavam os recobrimentos mínimos
em vigor na actualidade aprovados pelo governo português porque estes so vieram a ser
instituídos a a partir de 30 de Julho de 1983 pelo Diario da Republica portuguesa segundo
decreto-lei n°349-C/83, que por coincidência a Ponte em estudo no presente trabalho é também
do período colonial, a área dos materiais de construção não estava muito desenvolvida de modo a
usar betões menos permeáveis com baixa relação agua/cimento, provavelmente o betão usado na
construção dessa ponte não tenha utilizado cimentos de alto-forno pozolanicos ou resistentes a
sulfatos e assim preciptou a degradação da infra-estrutura e o seu tempo de vida útil.Vide a figura
abaixo.
48
FIGURA 18:Vista transversal (Emendas, causadas pela corrosão excessiva do betão face a
intensa agressividade salina), Fonte: O Autor 2017.
Na figura que se segue, pelas características que a fenda apresenta,leva nos a crer que tem como
causas, a fraca qualidade dos materiais constituentes a estrutura do maciço que foram empregues
durante o acto de reabilitação. Um outro factor que também poderá ter contribuído na
deterioração deste elemento pesa embora não ser estudado por nos é o constante acréscimo de
tensões diversas como por exemplo viaturas com carregamento acima dos máximos aceites na
ponte em estudo provocando o deslocamento deste corpo rigido, os quais podem resultar em
algum mau funcionamento ou deslocamento deste corpo rígido.
49
Outra provável causa desta fenda é a descompensação dos solos devido ao elevado coeficiente de
permeabilidade que os solos arenosos nos apresentam e no nosso caso em estudo pode em algum
momento criar deslocamento do bloco de fundação.
50
Por outro lado, Nunes (2012, p.48), afirma que “as fendas horizontais podem resultar da falta de
amarração de 2 elementos que no nosso caso e maciço do encontro com a viga superior.
FIGURA 20:Fenda horizontal causada por falta de rigidez na amarracao entre os elementos
(viga-pilar) e baixa qualidade de matérias empregues na execução do maciço do pilar.
Fonte: O autor, 2017.
A autora ainda sustenta que em estacas como resultado de confinamento conferido pelo esforço
axial a fissuração ocorre preferencialmente na direcção da armadura principal, a fissuração
orientada segundo duas direcções, occorre sobre tudo em elementos onde o recobrimento das
armaduras não é suficiente em que a fissuração vai conrresponder a destribuição da malha de
armaduras como se pode ver na figura abaixo na Figura 17.
51
FIGURA 21:ilustração de fendas em pilares cravados em estacas, Fonte: O autor, 2017
52
Podemos também destacar algumas prováveis causas que possam ter originado esta fissuração
tais como: insuficiência de área de armadura no elemento em estudo, o uso de diâmetro de
armadura de aço não compatível com o necessário, o incorrecto espaçamento entre os varões ou
mesmo o uso de betão muito permeável com baixa relação água cimento.
2.1.6 Cargas Excessivas: a também que ter especial atenção ao aspecto das cargas excessivas
que traduzem-se no acréscimo de Tensão na estrutura estas consideram-se impactos não previstos
no projecto e provocam tambem fissuração excessiva abrindo caminho para que outros caminhos
de deteorioração avancem (Brandão 1998).
FIGURA 23: Corrosão do Betão devido as acções biologicas (fungos e plantas) Fonte o
autor, 2017
53
FIGURA 24: Corrosão do betão face a perda ou redução do diametro da estaca.
como solução foi feito o reparo com emenda de calda em betão e adicções (grout e rezinas
epoxidantes). Fonte O autor, 2017
FIGURA 25: Emenda ou reforço da estaca devido ao ataque quimico do ambiente salino
existênte na atmosfera marinha envolvente, Fonte: O autor, 2017
54
2.1.8 Corrosão de Guarda-corpos em ferro galvanizado na ponte da Ilha de Moçambique:
Guarda-corpos fabricados com ferro galvanizado podem estar sujeitos a deteorioração causada
pela interação fisico-quimica entre o material mecânico e o seu meio operacional,as alterações
verificadas são prejudiciais e indesejaveis tornando os guarda corpos inadequados para o uso.
Para evitar esses problemas os guarda-corpos podem ser pintados com tintas alquidicas que
proporcionam proteção anti-corrosiva e embelezamento,o processo da pintura deve ser executado
apos uma limpeza eficiente da superficie retirando impurezas como:graxas,óleos e óxidos. O
mesmo procedimento deve ser usado novamente quando se pintam peças têm os seus
revestimentos danificados,os erros no tratamento previo da superficie e na aplicacao da tinta
podem resultar em defeitos como bolhas e falta de aderencia da tinta,como consequencia há
destacamento da camada de tintaexposição do substracto ao meio agressivo e sua corrosão
(SABESP 2001 a).
Uma solução ao problema que permite minimizar o ataque corrosivo dos substrato é a sua
zincagem seguida de pintura com tintas anti-corrosivas .esse tratamento duplo aumenta o tempo
de proteção dos gurarda-corpos,as estruturas metalicas são zincadas geralmente por imersão a
quente,nesse metódo apos a imersão das peças num banho de zinco formam-se compostos inter-
metalicos zinco-ferro apartir do substrato do ferro e uma camada mais externa do zinco puro, a
espessura e a composicao dessa camada dependem de parametros tais como:tempo de imersão e
iões presentes no zinco liquido entre outros (LIMA 2007,PANOSSIAN 2002,ABNT 1990).
Apesar do proprio zinco sofrer corrosao quando exposto em contacto com o meio ambiente ele é
usado como revestimento protector .o zinco se oxida preferencialmente evitando a corrosão dos
elementos de ferro galvanizado bem como a perda das suas propriedades mecânicas.o tempo de
55
protecao depende da espessura da camada de zinco aplicada e da agressividade do ambiente
envolvente (GENTIL 2007,PANOSSIAN 1993).
56
FIGURA 27: Evidência fotográfica de Corrosão do Guarda-corpos na ponte da ilha de
Moçambique; Fonte: O autor 2017
57
2.1.9 Fendilhação em Viga:
58
2.2.2 Conclusões
A partir das abordagens feitas nesta pesquisa, chega-se às seguintes conclusões, diante da
exposição do ambienteagressivo por salinidade as estruturas de betãosofrem diferentes tipos de
ataques de natureza, biológica, química, física, acções mecânicas e variações volumétricas de
origem térmica e outras previstas nos projectos de estruturas de betão.sendo um material de
construçãovulgarmente usado no ramo da construção civil este pode variar de comportamento
durante o seu período de vida útil dependendo da exposição ambiental e natureza de acções
predominantes o que obriga-nos a ter cuidados específicos para que não possam surgir patologias
que comprometam o estado de vida útil das nossas estruturas e o seu estado de serviço.
As agressões do betão em ambientes agressivos por salinidade são causadas por diversos factores,
nomeadamente, contaminações por meio dos cloretos de sódio e cloretos de magnésio que
encontram-se em suspencao no ár, sulfatos e óxidos e o PH da água do mar. Cada um destes
factores apresenta um tipo reacção e degradação.alem disso há uma formação de etringita
secundária (material do carácter expansivo) que pela reacção dos aluminatos do cimento e
sulfatos da água do mar a pressão de cristalização desse componente e muito grande e esta
pressão reduz a resistência a tração do betão o que origina fissurações e o processo de
deteorioração se intensifica.
59
Neste caso específico de estudo, através de inspecções visuais e levantamento fotográfico,
constatou-se que as patologias que se manifestam no sistema estrutural da Ponte da ilha de
Moçambique, apresentam características diversas, das quais, corrosão do betão, corrosão do aço,
fendilhação de elementos estruturais, originando fendas horizontais e verticais. Com isso,
percebeu-se que a manifestação das fendas acima referidas , deveu-se em grande parte na fraca
qualidade dos materiais para o ambiente de exposição em estudo.
Durante as visitas de recolha de dados, constatou-se queo que esta provocando as recorrentes
patologias na ponte da ilha de Moçambique é:
60
2.2.3 Sugestoões
Com base nas conclusões atingidas pelo presente estudo, nada melhor que priorizar acolmatação
das patologias patentes nobetão em elementos estruturais da ponte estudada, em razão destas
serem as causadoras do fenómeno em causa neste trabalho.
Este tipo de ensaios permite também localizar as áreas onde o betão (simples ou armado) precisa
de ser reparado ou protegido e, através da sua aplicação periódica, acompanhar o comportamento
de estruturas novas, minimizando assim os seus custos de manutenção.
sugerimos que caso haja interesse futuro em implantar estruturas similares se tenha
atenção no que diz respeito ao posicionamento das mesmas no seu ambiente marinho por
forma que não tenha a face voltada aos ventos dominantes porque os tornara mais
susceptível ao efeito de corrosão tanto no betão assim como no aço .
61
Sugerimos que se faça a análise de forma detalhada do betão que compõe a estrutura da
ponte face a alteração das suas propriedades que causa corrosão que tem como origem a
exposição em ambiente muito agressivo.
62
2.2.4 Referências bibliográficas
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Sept. 1985.CATARINO, José M; “Novos materiais estruturais”; Congresso Nacional de
Engenharia de Estruturas; Lisboa; 2002
63
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concrete structures”; 2000
COSTA, António, “Degradação de estruturas de betão armado e pré-esforçado por corrosão de
armaduras”; Encontro Nacional sobre Conservação e Reabilitação de Estruturas (REPAR2000);
Lisboa; 2000
FERREIRA, Rui Miguel; “Optimização da vida útil das estruturas de betão armado”; 4as
Jornadas Portuguesas de Engenharia de Estruturas; 2006
64
FERREIRA, Rui Miguel; “Probability-
baseddurabilityanalysisofconcretestructuresinmarineenvironment”; Tese de Doutoramento;
Escola de Engenharia da Universidade do Minho; 2004
LEMUS, J. L. C.; GARCÍA, M. P. T.; FRÍAS, M. EL OCÉANO Y SUS RECURSOS. II. LAS
CIENCIAS DEL MAR: OCEANOGRAFÍA GEOLÓGICA Y OCEANOGRAFÍA QUÍMICA
http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ ciencia2/12/htm/SEC_17.html , visitado
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SAETTA, A.; Scotta, R.; Vitaliani, R.; “Analysis of chloride diffusion into partially saturated
concrete”; ACI Materials Journal, Vol. 90; pp. 441-451; 1993
65
SALTA, Maria Manuela; “A utilização de armaduras de aço inoxidável como medida
preventiva da corrosão em estruturas em ambiente marítimo”; Encontro Nacional sobre
Conservação e Reabilitação de Estruturas (REPAR2000); Lisboa; 2000
Web grafia
66
ÍNDICE
DECLARAÇÃO DE HONRA…………………………………………………………………….I
AGRADECIMENTOS…………………………………………………………….……………...II
DEDICATÓRIA………………………………………………………………………………….III
RESÚMO………………………………………………………………………….IV
ABSTRACT………………………………………………………………………………………V
ÍNDICE DE FIGURAS………………………………………………………………………….VI
ÍNDICE DE TABELAS……………………………………………………………………….VIII
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 1
Problematização............................................................................................................................. 3
METÓDOS TEÓRICOS............................................................................................................... 4
MÉTODOS EMPIRICOS............................................................................................................. 4
CAPITULO I. ................................................................................................................................ 6
67
1.1.1 COMPOSIÇÃO DA ÁGUA DO MAR ............................................................................... 6
68
1.2.8 AVALIAÇÃO DOS NÍVEIS DE DETERIORAÇÃO DE ESTRUTURAS DE
BETÃO ......................................................................................................................................... 28
1.3.6 Técnicas de recuperação do betão degradado pelo efeito de corrosão sugeridas ......... 34
1.3.8 Soluções para o concerto ou reparação das patologias encontradas durante o estudo:
....................................................................................................................................................... 36
1.3.9 Técnicas de protecção do Betão exposto ao Ambiente agressivo por salinidade .......... 38
CAPÍTULO II .............................................................................................................................. 43
FIGURA 17: Vista Longitudinal- (emendas na parte inferior do tabuleiro devido a corrosão
do Betão, causadas por agressividade salina), fonte: o Autor 2017. ....................................... 48
FIGURA 18:Vista transversal (emendas, causadas pela corrosão excessiva do betão face a
intensa agressividade salina), Fonte: O Autor 2017. ................................................................ 49
70
Figuras21 e 22: Ilustração de fenda vertical causada por assentamento diferêncial das fundações da Ponte.
......................................................................................................................................................................52
71