Reparação de Estruturas de Betão Armado

REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS

DE BETÃO ARMADO

Reabilitação e Reforço de Estruturas

Júlio Appleton, António CostaInstituto Superior Técnico

Principais Anomalias das Estruturas de Betão Armado

- Comportamento estrutural

● deficiente capacidade resistente

● funcionamento inadequado

● deformações elevadas⇒⇒⇒⇒ Reforço


● fendilhação excessiva

- Deterioração dos materiais

● betão

● aço ⇒⇒⇒⇒ Reparação

REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO


REPARAÇÃO DE ESTRUTURAS DE BETÃO ARMADO

Fases de intervenção:

1º - Avaliação do estado da estrutura


2º - Definição da metodologia de intervenção

3º - Execução da reparação

Avaliação do Estado da Estrutura

Objectivos: ● Definir o tipo e as causas da deterioração

● Definir o nível de deterioração

● Prever a evolução da deterioração

● Avaliar o nível da segurança da estrutura


Acções:

- Recolha de informação: projecto; execução; manutenção; ...

- Inspecção visual

- Inspecção detalhada

Ensaios para a caracterização da deterioração

- Avaliação da deterioração

- Avaliação da segurança

Definição da Metodologia de Intervenção

Objectivos: Definir qual o tipo de intervenção em função:

- tipo de deterioração

- nível de deterioração

- utilização da estrutura


- utilização da estrutura

- manutenção associada à técnica de intervenção

- custos

Definição da Metodologia de Intervenção

Opções:

- Intervir em fase posterior, adiando a reparação

Necessário uma avaliação detalhada da capacidade de carga da estrutura. Eventual realização de ensaios de carga.

→→→→ Pode implicar redução das cargas actuantes.


- Demolição da estrutura

- Substituição de elementos estruturais

- Reparação da estrutura

Prevenir a evolução da deterioração reparando e/ou protegendo a estrutura.

Reparação da Estrutura

Definição das metodologias de reparação com base nos seguintes aspectos:

- Tipo de utilização e período de vida da estrutura

- Requisitos de desempenho estrutural

Exemplo: depósitos →→→→ impermeabilidade


Exemplo: depósitos →→→→ impermeabilidade

edifícios →→→→ estética

- Manutenção prevista para a estrutura

- Possibilidade de realizar operações de reparação futuras

- Aplicabilidade das técnicas de reparação à deterioração em causa

- Condições de acesso

- Custos

Reparação da Estrutura

Requisitos a satisfazer pela metodologia de reparação:

- O método deve ser eficiente para reparar o tipo de deterioração existente

- Deve combater as causas que originaram a degradação


- Deve ser adequado ao nível de agressividade do ambiente a que a estrutura está exposta

- Os métodos de reparação devem utilizar produtos ou sistemas em conformidade com a EN1504 e outras normas CEN relevantes.

EN1504 – Produtos e Sistemas para a Protecção e Reparação de Estruturas de Betão

EN1504-1: Definições

EN1504-2: Sistemas de protecção superficial

EN1504-3: Reparação estrutural e não estrutural

EN1504-4: Ligação estrutural

EN1504-5: Injecções em betão


EN1504-6: Produtos para ancoragens

EN1504-7: Protecção de armaduras contra a corrosão: revestimentos paraarmaduras

EN1504-8: Controlo de qualidade e critérios de conformidade

EN1504-9: Princípios gerais para a utilização de materiais e sistemas de reparação

EN1504-10: Aplicação de produtos e sistemas, e controlo de qualidade dostrabalhos

Metodologias, Sistemas e Materiais de Reparação

EN 1504

Os Sistemas e Produtos de reparação devem satisfazer requisitos definidos a 3 níveis:

� O fabricante deve indicar um certo número de características e propriedades dos materiais através de valores característicos ou valores certificados.


� É necessário que essas características e propriedades satisfaçam os requisitos mínimos da norma.

� É necessário que certas propriedades e características dos materiais de reparação satisfaçam os critérios de conformidade com as tolerâncias definidas para o controlo de recepção (controlo de identificação dos produtos).

Princípios de Reparação

EN1504 – Define 37 métodos de reparação relacionados com 11 princípios

� Princípios baseados nas leis físicas e químicas que permitem a prevenção ou estabilização dos processos de deterioração físicos ou químicos do betão e a corrosão das armaduras.

� Pode ser necessário considerar a utilização de combinações de vários métodos para reparar as estruturas. Nestes casos é necessário tomar precauções para que a


combinação de diferentes métodos não introduza novos danos na estrutura.

Exemplos:

- A redução de humidade no betão pela aplicação de um revestimento hidrófobo faz aumentar a velocidade de carbonatação.

- A utilização de métodos electroquímicos pode causar fragilização pelo hidrogénio de armaduras de pré-esforço ou causar reacções expansivas álcalis-agregados

- ...


Deterioração do betão

Princípio Definição Método Breve descrição

P1 Protecção contra

substâncias agressivas

M1.1

M1.2

M1.3

M1.4

M1.5

M1.6

M1.7

Impregnação hidrófoba

Selagem dos poros do betão

Revestimento de fendas com membrana

Preenchimento de fendas

Alterar a fenda para uma junta

Protecção da estrutura com barreira exterior

Protecção superficial com pintura


P2 Controlo de humidade no

betão

M2.1

M2.2a

M2.2b

M2.3

M2.4

Protecção com impregnação hidrófoba

Protecção superficial por selagem dos poros

Protecção superficial com pintura

Protecção da estrutura com barreira exterior

Desumidificação electroquímica

P3 Substituição do betão

deteriorado

M3.1

M3.2

M3.3

M3.4

Argamassa colocada à colher

Betão moldado

Argamassa ou betão projectado

Substituição de elementos estruturais


Deterioração do betão


P4 Reforço de elementos M4.1M4.2M4.3

M4.4

M4.5M4.6M4.7

Substituição/complementação de armadurasIntrodução de armadura em furosReforço com armadura exterior: chapas metálicas ou fibras de carbonoEncamisamento com betão ou argamassasInjecção de fendas e vaziosPreenchimento por gravidade de fendas e vaziosPré-esforço exterior


M4.7 Pré-esforço exterior

P5 Aumento da resistência do betão ao desgaste

M5.1a

M5.1b

M5.2

Aplicação de uma superfície de desgaste

Aplicação de membranas

Impregnação da superfície do betão

P6 Aumento da resistência química

M6.1a

M6.1b

M6.2

Aplicação de uma superfície de desgaste

Aplicação de membranas

Aplicação de um selante


Corrosão de Armaduras


P7 Repassivação das armaduras

M7.1M7.2M7.3M7.4M7.5

Aumento do recobrimento com betão ou argamassaSubstituição do betão contaminadoRealcalinização electroquímicaRealcalinização passivaDessalinização electroquímica

P8 Aumento da resistividade

eléctrica do betão

M8.1 Controlo da humidade do betão com revestimentos

superficiais


P9 Controlo das zonas

catódicas das armaduras

M9.1a

M9.1b

Controlo da penetração de oxigénio por saturação do betão

Controlo da penetração de oxigénio por membranas

P10 Protecção catódica das

armaduras

M10.1a

M10.1b

Protecção catódica passiva

Protecção catódica activa

P11 Controlo das zonas

anódicas das armaduras

M11.1

M11.2

M11.3

Protecção das armaduras com pinturas de sacrifícioProtecção das armaduras com pinturas de barreiraInibidores de corrosão para reparação

Exemplos de Deterioração e Princípios Aplicáveis para a Reabilitação

Deterioração/Anomalia

Princípio

Deterioração do betão Corrosão dearmaduras

Penetração de substâncias agressivas: cloretos, CO2, químicos, ...

P1; P3; P6 P7; P8; P10

Fendas devidas a cargas, retracção, P1; P4


Fendas devidas a cargas, retracção, temperatura, ...

P1; P4

Carbonatação P1; P2 P7; P8; P10

Reacções álcalis-agregados P2; P3

Erosão, abrasão, ... P3

Corrosão de armaduras P3; P4 P7; P8; P9; P10; P11

Recobrimento reduzido P7

Betão contaminado (cloretos, carbonatação)

P7

MMMM

Electrólito

Substituição dos elementos deteriorados

Redução ou anulação da velocidade de corrosão

Conceber uma estrutura nova

Ânodo Cátodo

Princípios e Métodos de Intervenção

Deterioração por Corrosão de Armaduras


Electrólito

Aumento da resistividade do betão

PassivaInibidores de corrosão

Limitar a penetração de oxigénio

Ânodo Cátodo

Repassivação das armaduras

Controlo das zonas anódicas

Protecção catódica

Activa

Saturação do betão

Membrana Protecção superficialSubstituição

do betão contaminado

Realcalinização- natural- electroquímica

Dessalinização electroquímica Protecção

por pintura- sacrifício- barreira

MECANISMO DA CORROSÃO

MODELO DE UMA CÉLULA DE CORROSÃO


MÉTODOS DE PROTECÇÃO/REPARAÇÃO ELECTROQUÍMICA

� PROTECÇÃO CATÓDICA

� REALCALINAZAÇÃO

� DESSALINIZAÇÃO

VANTAGENS: evitar a remoção do betão não delaminado

PRINCÍPIO:

Alteração dos potenciais das armaduras através da aplicação de um campo eléctrico


POSSÍVEIS CONTRA-INDICAÇÕES

� A migração de iões alcalinos (sódio e potássio) para as armaduras (cátodo) pode originar reacções álcalis-agregado

� O hidrogénio formado na interface betão-armadura pode originar perda de aderência e fragilização do aço sob tensão (cuidados especiais na aplicação desta técnica a estruturas pré-esforçadas)

REQUISITOS: �� APLICAÇÃO POR TÉCNICOS ESPECIALIZADOS

�� PLANEAMENTO E PROJECTO DO SISTEMA

�� MONITORIZAÇÃO PARA AVALIAR A EFICÁCIA E EVOLUÇÃO DO SISTEMA

PROTECÇÃO CATÓDICA

� Remoção do betão só nas zonas delaminadas

� Não proteger a superfície das armaduras (necessário continuidade eléctrica entre o betão e as armaduras)

� É necessário que as armaduras estejam ligadas (continuidade eléctrica)

REPARAÇÃO


Corrente: ~10 mA/m2

Duração: permanente

Intensidades de corrente

Abrandamento da actividade corrosiva 0,5 a 2 mA/m2

Redução da taxa de corrosão ≈ 15 mA/m2

Repassivação das armaduras Até 20 mA/m2

Fornecimento de electrões ao metal


Sistemas de Protecção Catódica

Corrente Imposta (ânodo inerte + fonte de energia)

Sacrificiais ou galvânicos

Funcionamento:

Norma: EN 12696:2000


Aumento da intensidade das reacções catódicas

Diminuição do potencial do aço (mais negativo)

Diminuição da intensidade das reacções anódicas

A dissolução do metal (corrosão) é reduzida/suprimidaDiagrama de Pourbaix

Sistema anódicos de corrente impressa Fitas de malha de titânio



Ânodos enterrados de grafite

Malha de titânio activado

Sistema anódicos sacrificiais

O ânodo sacrificial é formado por um metal que corroa mais facilmente que o aço das armaduras e que as polarize aquando da sua ligação às mesmas



ligação às mesmas

Quanto mais afastados estiverem os dois metais na série galvânica, maior a diferença de potencial e consequentemente melhor será o funcionamento do sistema de protecção


Ânodo galvânico de zinco

Ânodos enterrados de magnésio e zinco

Ânodo adesivo


Ânodo adesivo

Malha de zinco e encamisamentos de fibra de vidro



Metais projectados


Sistemas de ânodos internos


Corrente impressa Sacrificiais

DESSALINIZAÇÃO



� É necessário introduzir revestimento final impermeável aos cloretos

� Aconselhável como técnica preventiva antes de a corrosão se ter instalado

REPARAÇÃO


Corrente: ~1000 mA/m2

Duração: 2 a 8 semanas

Características da corrente eléctrica

Densidade de corrente usual 0,5 a 2 A/m2

Densidade de corrente máxima (NACE) 4 A/m2

Voltagem máxima (NACE) 30 a 50 V DC

DESSALINIZAÇÃO

Evolução da Extracção dos Cloretos


DESSALINIZAÇÃO

Constituição do sistema anódico

Ânodo

- Malha de titânio activado revestida com óxidos de metais nobres (ânodo inerte)

- Malha de aço (consumida ao longo do tempo)

Factores a considerar:

- Custo


- Custo

- Estética (manchas originadas pela ferrugem)

- Duração de tratamento

- Acidificação da solução electrolítica

- Libertação de substâncias tóxicas

Sistema Electrolítico (Solução Electrolítica + Suporte electrolítico)

Solução electrolítica (elevada capacidade de transmissão de corrente eléctrica)

ÁguaHidróxido de

sódioBorato de lítio

Custo Baixo Moderado Elevado

Risco de acidificação Elevado Baixo Baixo

Risco de ocorrência reacções

álcalis-silicaInviável Inviável Apropriado

DESSALINIZAÇÃO


Suporte electrolítico (contêm, retêm ou suspende a solução electrolítica)

Pasta de fibras de

celuloseMantas de feltro Tanques

Características Elevada aderênciaCusto reduzido e capacidade

de reutilização

Capacidade de

reutilização

AplicabilidadeSuperfícies

irregularesSuperfícies horizontais

Superfícies verticais

(abrange áreas

elevadas)

CondicionantesNecessidade de

limpeza no final

Risco de evaporação ou

diluição da solução

electrolítica

Fugas e evaporação

do electrólito

Potenciais e teor de cloretos aquando da aplicação da dessalinização

1- 2- 3- 4- 5- 6- 7 Dessalinização

DESSALINIZAÇÃO


1- 2- 3- 4- 8 Protecção catódica

REALCALINIZAÇÃO



� Após a realcalinização deverá ser introduzida uma protecção superficial do betão

REPARAÇÃO


Corrente: ~1000 mA/m2

Duração: 2 a 20 dias

Características da corrente eléctrica

Ânodo Densidade de corrente usual 0,5 a 2 A/m2

Densidade de corrente máxima (NACE) 4 A/m2

Voltagem máxima50 V DC (EN 12696:2000)

40 V DC (NACE)

REALCALINIZAÇÃO

Evolução do processo de realcalinização


Constituição do sistema anódico

Ânodo- Malha de titânio activado revestida com óxidos de metais nobres (ânodo inerte)

- Malha de aço (consumida ao longo do tempo)

Solução electrolítica (elevada capacidade de transmissão de corrente eléctrica)

Carbonato de Carbonato de Hidróxido de lítio

REALCALINIZAÇÃO


sódio potássioHidróxido de lítio

Custo Reduzido Moderado Moderado

Características Não nocivoElimina os efeitos de

fluorescência

Elevada capacidade

de absorção de CO2

Suporte electrolítico (contêm, retêm ou suspende a solução electrolítica)

- Pasta de fibras de celulose

- Mantas de feltro

- Tanques

REALCALINIZAÇÃO

Potenciais e pH à superfície das armaduras durante a realcalinização

1- 2- 3- 6- 7- 8


1- 2- 3- 6- 7- 8 Realcalinização

1- 2- 3- 4- 5 Protecção catódica

Exemplo de prevenção catódica


Corrente impressa

Exemplo de protecção catódica

Ânodos de sacrifício embebidos


MÉTODOS DE REPARAÇÃO CORRENTES

REPARAÇÃO DE ELEMENTOS COM CORROSÃO POR CARBONATAÇÃO

1 – Reparação através da aplicação de um revestimento geral comargamassa e reparação das zonas delaminadas

� Remoção local do betão só nas zonas delaminadas

� Não proteger a superfície das armaduras



� Utilizar argamassa cimentícia

� Não proteger a superfície do betão

Metodologia mais apropriada para climas húmidosProcesso de realcalinização naturalMetodologia de intervenção no processo anódico


2 – Repassivação com reparação/substituição do betão carbonatado

� Remoção de todo o betão delaminado ou carbonatado



� Utilizar betão ou argamassa cimentícia

� Recomendável proteger a superfície do betão

Metodologia de intervenção no processo anódico


3 – Redução do teor de humidade do betão

� Remoção local do betão só nas zonas delaminadas

� Não é necessário proteger a superfície das armaduras


� Utilizar betão ou argamassa cimentícia

� Necessário proteger a superfície do betão de modo a eliminar a entrada de água para o interior do betão:

- impregnação

- revestimento impermeável após secagem do betão

Metodologia de intervenção no processo electrolítico

REPARAÇÃO DE ELEMENTOS COM CORROSÃO POR CLORETOS

� Remoção do betão só nas zonas delaminadas e despassivadas


Repassivação com reparação/substituição do betão contaminado


� Reparação profunda com betão ou argamassa cimentícia

Metodologia de intervenção no processo anódico

� Recomendável proteger a superfície do betão

� Não aconselhável se os cloretos estão presentes em quantidades elevadas no betão não removido

METODOLOGIAS DE REPARAÇÃO POR SUBSTITUIÇÃO DO BETÃO

PROCEDIMENTO


MEIOS DE ACESSO E SEGURANÇA

Existe uma interacção entre a deterioração, a reparação, o comportamento estrutural e os níveis de segurança.

Pode ser necessário introduzir um reforço provisório ou escoramento da estrutura

Necessidade de garantir a segurança durante a realização da reparação



PROTECÇÃO DAS ZONAS DE TRABALHO


MEIOS DE ACESSO


MEIOS DE ACESSO


PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES - METODOLOGIA


Martelos

Hidro-demolição

MÉTODOS DE REMOÇÃO DO BETÃO


Hidro-demolição

Frezadoras


Martelos


Hidro-demolição

Pressões ~ 800 a 1200 bares

Hidro-demolição


Pressões ~ 1500 a 2500 bares




Frezadoras

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES

Se as armaduras estão corroídas ou

o betão está contaminado

Necessidade de remover o betão envolvente da armadura


envolvente da armadura

Limpeza das armaduras removendo os produtos da corrosão

Limpeza da superfície do betão

PREPARAÇÃO DE SUPERFÍCIES


Limpeza das armaduras


Limpeza das armaduras


Reforço/substituição de armaduras


Geometria das zonas a reparar






MÉTODOS DE COLOCAÇÃO DO BETÃO

Betão moldado



Agregados pré-colocados


MÉTODOS DE COLOCAÇÃODO BETÃO

Betão projectado

via seca



Betão projectado

via seca


Betão projectado

via húmida



via húmida


Betão / argamassa

projectado via húmida




Betão ou argamassa injectada

Argamassa seca




Argamassa colocada à colher



Reparação global


REPARAÇÃO COM ARGAMASSAS


CURA


CONTROLO DE QUALIDADE

Ensaio de aderência “pull-off”


CONTROLO DE QUALIDADE

A realizar antes, durante e após a realização dos trabalhos de reparação

�� Escolha dos Materiais e Verificação da Conformidade com as Especificações antes

e durante a Reparação

�� Recepção dos Materiais

�� Estudo de Composição do Betão

�� Remoção do Betão Deteriorado


�� Remoção do Betão Deteriorado

�� Limpeza das Armaduras

�� Preparação das Superfícies

�� Colocação do Betão

�� Ensaios de Controlo em Provetes in situ

�� Controlo da Cura do Betão/Argamassas

�� Verificação dos Recobrimentos antes e após a Reparação

Produtos de impregnaçãoDois tipos

Produtos de revestimento

PROTECÇÕES SUPERFÍCIAIS

�� PRODUTOS DE IMPREGNAÇÃO

�� Impregnação hidrófoba


�� Impregnação hidrófoba

�� Impregnação para preenchimento parcial dos poros

Ex: Silanos, siloxanos e silicones

Impregnação hidrófoba


Ex: Silicatos, algumas resinas

epoxídicas e acrílicas

Impregnação para preenchimento

parcial dos poros


�� PRODUTOS DE REVESTIMENTO

Formam uma película contínua

sobre a superfície do betão

Espessura: 100 a 5000 µµµµm

Ex: pinturas acrílicas, epoxídicas, vinílicas, poliuretano, borracha clorada


Princípios de Protecção e Reparação de estruturas de betão armado (EN 1504-9)

Princípio 1 : Protecção contra a penetração

Princípio 2 : Controlo de humidade

Princípio 3 : Reconstituição do betão

Princípio 4 : Reforço estrutural

Princípio 5 : Resistência física / melhoria das características da superfície

Princípio 6 : Resistência a produtos químicos


Princípio 6 : Resistência a produtos químicos

Princípio 7 : Preservação / reconstituição da passividade das armaduras

Princípio 8 : Aumento da resistividade do betão

Princípio 9 : Controlo catódico

Princípio 10 : Protecção catódica

Princípio 11 : Controlo da áreas anódicas

Os sistemas de protecção superficial actuam segundo os princípios : 1, 2, 5, 6, 8 e 9


Protecção contra a penetração

�� Características a considerar

�� Permeabilidade ao CO2

�� Permeabilidade aos iões cloreto


�� Absorção de água

�� Permeabilidade ao vapor de água

�� Resistência ao envelhecimento

�� Aderência ao substrato


Protecção contra a carbonatação

SD ≥≥≥≥ 50 m

SD – Espessura da camada de ar de difusão equivalente

SD = Da/DR . l

Da – coeficiente de permeabilidade do CO2 no ar ( 1.6 x 10-5 m2/s )

DR – coeficiente de permeabilidade do revestimento ( m2/s )

l – espessura do revestimento ( m )

30


Efeito do valor de SD na carbonatação do betão

0

5

10

15

20

25

30

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

Tempo [anos]

Pro

fun

did

ade

de

carb

on

ataç

ão [

mm

] Betão

SD = 5m

SD = 25 m

SD = 50m


Ensaios com diversos tipos de tintas



Permeabilidade ao vapor de água

�� Evitar o empolamento da película e o destacamento do substrato

SD < 5 m SD = Da/DR . l


Permeabilidade de diferentes tipos de pinturas


Absorção de água

�� Resistência à penetração de água noestado líquido


Coeficiente de absorção de água de revestimentos por pintura


Resistência à penetração de cloretos


Ensaios em provetes revestidos por pintura expostos 2 anos junto ao mar


Execução

Preparação das superfícies

- limpeza

- eliminação de irregularidades

Aplicação da pintura


- humidade da superfície do betão

- humidade ambiente

- temperatura ambiente

- velocidade do vento

Controlo de qualidade

- medição da espessura

- medição da aderência


Pintura com pistola

Aplicação


Pintura com rolo


Ensaios de aderência e medição da espessura da película


IMPERMEABILIZAÇÃO

TELAS

MEMBRANAS LÍQUIDAS


IMPERMEABILIZAÇÃO

TELAS DE BETUME MODIFICADO COM POLÍMIEROS


IMPERMEABILIZAÇÃO

TELAS DE BORRACHA


INTRODUÇÃO DE BARREIRAS EXTERIORES

Aplicação de um sistema de encamisamento com fibra de vidro

� Sistema APE (DEGUSA)

� Camisa translúcida de poliéster reforçado com fibras de vidro (espaçadores de 12mm)

� Injecção de argamassa de resina epóxi e agregados finos

Rebitagem


Ensaio em estaleiro

Rebitagem entre painéis

Ensaio em estaleiro - Bomba

Sistema APE (DEGUSA)

Controlo de qualidade (ensaios de arrancamento)



Sistema APE e camisas em aço inox



Camisa de aço inox

TRATAMENTO DE FENDAS

Injecção de fendas com calda de cimento



Injecção de fendas com resina epóxi



Selagem de fendas

BarramentoMaterial deformável


Aplicável a fendas estáveis com reduzida abertura

Aplicável a fendas com variação de abertura significativa

MONITORIZAÇÃO DA DETERIORAÇÃO


Júlio António, 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



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



Mo

nito

rização d

a Po

nte d

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ida

ZON

A 1

Re

sistivida

de

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

10-11-2002

15-11-200220-11-2002

25-11-2002

30-11-200205-12-2002

10-12-2002

15-12-2002

20-12-200225-12-2002

30-12-200204-01-2003

09-01-2003

14-01-200319-01-2003

24-01-2003

29-01-2003

03-02-2003

08-02-2003

13-02-200318-02-2003

23-02-2003

28-02-200305-03-2003

10-03-200315-03-2003

20-03-2003

Te

mp

o

Resistividade [K Ohm.cm]

ResZ

NR

1J

ResZ

NR

2J

ResZ

NR

3J

ResZ

NR

4J

ResZ

NR

5J

ResZ

NR

6J

ResZ

NR

7J

ZO

NA

1P

ote

nc

ial

-10

0,0

-90,0

-80,0

-70,0

-60,0

-50,0

-40,0

-30,0

-20,0

-10,0

0,0

10-11-2002

17-11-2002

24-11-2002

01-12-2002

08-12-2002

15-12-2002

22-12-2002

29-12-2002

05-01-2003

12-01-2003

19-01-2003

26-01-2003

02-02-2003

09-02-2003

16-02-2003

23-02-2003

02-03-2003

09-03-2003

16-03-2003

23-03-2003

Te

mp

o

Potencial [mV]

TenM

acio

1J

TenIn

ox1J

TenM

acio

2J

TenIn

ox2J

TenA

rmaJ

Reab

ilitação e R

eforço

de E

strutu

ras

ZON

A 1

Temperatu

ra

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

10-11-2002

17-11-2002

24-11-2002

01-12-2002

08-12-2002

15-12-2002

22-12-2002

29-12-2002

05-01-2003

12-01-2003

19-01-2003

26-01-2003

02-02-2003

09-02-2003

16-02-2003

23-02-2003

02-03-2003

09-03-2003

16-03-2003

23-03-2003

Te

mp

o

Temperatura [ºC]

TempZ

R1M

TempZ

R1J

TempZ

NR

1M

TempZ

NR

1J

Documents

Reparação de Estruturas de Betão Armado