Proteção e Reabilitação de Estruturas de Betão Armado

157 Pages·2017·5.55 MB·Portuguese

by  José Rodrigues

INSTITUTO SUPERIOR DE ENGENHARIA DE LISBOA
Área Departamental de Engenharia Civil

Proteção e Reabilitação de Estruturas
de Betão Armado

JOSÉ JORGE ALMEIDA RODRIGUES
(Licenciado em Engenharia Civil)

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre
em Engenharia Civil

Orientador:
Especialista João António Antunes Hormigo
Júri:
Presidente: Doutor Pedro Miguel Soares Raposeiro da Silva
Vogais:
Doutora Maria Idália da Silva Gomes
Especialista João António Antunes Hormigo

Junho de 2017

RESUMO
A reabilitação dos edifícios tem vindo a crescer de forma acentuada no setor da construção civil
nos últimos anos, sobretudo devido à elevada idade de uma parte significativa dos edifícios
portugueses. Por outro lado, nas estruturas e edifícios mais recentes é necessário definir
estratégias por forma a minimizar a necessidade de manutenção através da prevenção das
patologias que provocam a degradação das estruturas e consequentemente aumentam os custos
com a reabilitação dos edifícios.
O presente trabalho tem como objetivo fazer um resumo das principais patologias que se podem
encontrar em estruturas de betão armado, com destaque para a carbonatação do betão e o ataque
dos cloretos, e dos ensaios que se podem usar in situ para detetar ou determinar as causas das
patologias. Pretende-se também enunciar algumas das técnicas de proteção, reforço e reparação
de estruturas de betão armado, tendo em consideração a norma NP EN 1504 que define os
produtos e sistemas para a proteção e reparação das estruturas de betão.
Neste trabalho também se aborda o tema da autorreparação do betão que, embora seja um tema
ainda em desenvolvimento e investigação, tem gerado um aumento de interesse por parte de todos
os intervenientes na área da engenharia civil e que pode revelar-se bastante útil na reparação de
microfissuras protegendo as estruturas da entrada de agentes agressivos.
Por fim, efetuar-se-á o estudo de um caso prático, elaborando fichas de inspeção e diagnóstico de
patologias no betão armado de um edifício e fichas de reparação para sugerir métodos de proteção
ou reparação e produtos de acordo com os requisitos da norma.

Palavras-chave: Betão Armado, Patologias do Betão Armado, Corrosão, Carbonatação,
Cloretos, Ensaios de Betão, NP EN 1504, Betão Autorreparável.

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ABSTRACT
The rehabilitation of buildings has been growing sharply in the civil construction sector in recent
years, mainly due to the high age of a significant part of Portuguese buildings. On the other hand,
in more recent structures and buildings it is necessary to define strategies in order to minimize the
need for maintenance by preventing the pathologies that cause the degradation of the structures
and consequently increase the costs with the rehabilitation of the buildings.
The present work aims to summarize the main pathologies that can be found in reinforced concrete
structures, especially the carbonation of concrete and the attack of chlorides, and the tests that can
be used in situ to detect or determine the causes of pathologies. It is also intended to outline some
of the techniques of protection, reinforcement and repair of reinforced concrete structures, taking
into account the standard NP EN 1504 that defines the products and systems for the protection
and repair of concrete structures.
This work also addresses the subject of self-healing concrete which, although it is a topic still
under development and research, has generated an increase of interest on the part of all the actors
in the area of civil engineering and that can prove very useful in the repair of microcracks
protecting the structures of aggressive agents.
Finally, the study of a practical case will be done, elaborating sheets of inspection and diagnosis
of pathologies in the concrete of a building and repair sheets to suggest methods of protection or
repair and products according to the requirements of the standard.

Key words: Reinforced Concrete, Reinforced Concrete Pathologies, Corrosion, Carbonation,
Chlorides, Concrete Tests, EN 1504, Self-healing Concrete.

iii
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AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar gostaria de agradecer ao Professor João Hormigo pela sua disponibilidade, por
ter aceitado ser o orientador científico deste trabalho, pelos conhecimentos, sugestões, conselhos
e apoio ao longo da realização deste trabalho.
Quero agradecer também aos meus colegas de trabalho que permitiram uma maior flexibilidade
do horário de forma a permitir que tivesse tempo para assistir às aulas da licenciatura e do
mestrado.
Gostaria também de agradecer aos professores e colegas do ISEL que também contribuíram para
o desenvolvimento deste trabalho através dos conhecimentos transmitidos e partilhados ao longo
do curso.
Agradeço de forma particular aos meus Pais e ao meu Irmão por me terem apoiado sempre durante
o meu percurso académico, pelo incentivo e carinho que sempre demonstraram.

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SIMBOLOGIA E ABREVIATURAS
a/c – Razão água-cimento
AgCl – Cloreto de prata
AgNO – Nitrato de prata
3
C – Dosagem de cimento
C A – Aluminato tricálcico
3
C AF – Aluminoferrato tetracálcico
4
Ca2+ – Ião cálcio
Ca(OH) – Hidróxido de cálcio
2
CaCl – Cloreto de cálcio
2
CaCO – Carbonato de cálcio
3
𝑪𝑪𝒍− – Concentração de iões cloreto
Cl- – Ião cloreto
CFRP – Carbon fiber–reinforced polymer
CO – Dióxido de carbono
2
𝑪𝑶𝟐− – Ião carbonato
𝟑
𝑪𝑶𝑯− – Concentração de iões hidróxido
Cs – Concentração de cloretos à superfície
CSH – Silicato de cálcio hidratado
D – Coeficiente de difusão de cloretos
e- – Electrões
ECC – Engineered Cementitious Composites
erf – Função erro
𝒇𝒄 – Resistência à compressão característica aos 28 dias
𝟐𝟖
Fe(OH) – Hidróxido de ferro (II)
3
Fe(OH) – Hidróxido de ferro (III)
2
Fe2+ – Ião ferro
Fe O – Óxido de ferro (III)
2 3
Fe O – Óxido de ferro (II, III)
3 4
FeCl – Cloreto de ferro (II)
2
FRP – Fibre-reinforced plastic
GFRP – Glass fiber-reinforced polymer
H+ – Ião hidrogénio
𝑯𝑪𝑶− – Ião bicarbonato
𝟑
H CO – Ácido carbónico
2 3
H O – Molécula de água
2
vii
H S – Sulfureto de hidrogénio / ácido sulfídrico
2
HR – Humidade relativa
ISO – International Organization for Standardization
KOH – Hidróxido de potássio
LNEC – Laboratório Nacional de Engenharia Civil
MAEC – Método de Avaliação do Estado de Conservação de Edifícios
MMO – Mixed Metal Oxides
MR – Método de reparação
NaOH – Hidróxido de sódio
NP EN – Versão portuguesa de uma norma europeia
O – Molécula de oxigénio
2
OH- – Ião hidróxido
pH – Potencial hidrogeniónico
RBLH – Regulamento de Betões de Ligantes Hidráulicos
REBAP – Regulamento de Estruturas de Betão Armado e Pré-Esforçado
SO – Dióxido de enxofre
2
T – Temperatura
Ti – Titanium
XC – Classe de exposição ambiental para o risco de corrosão induzida por carbonatação
Xc – Profundidade de carbonatação
XD – Classe de exposição ambiental para o risco de corrosão induzida por cloretos não
provenientes da água do mar
XS – Classe de exposição ambiental para o risco de corrosão induzida por cloretos da água do
mar

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