Design_for_service_life_How_should_it_be (1)

Prévia do material em texto

JC Walraven
3
Design para vida útil: como deve ser implementado em 
códigos futuros
ÿ Reação de sílica alcalina, Fig. 1
A questão a seguir é como a manutenção pode ser minimizada 
pelo projeto apropriado. É claro que isso pode resultar em 
economias de custo apreciáveis no tempo.
ÿ Influências químicas (ataque por ácidos ou sulfatos)
À luz dos desenvolvimentos no campo das estruturas de 
concreto, a atenção crescente para “design para vida útil” é 
notável. O pano de fundo desse desenvolvimento é claro. Danos 
por falta de atenção à durabilidade, ou devido ao uso de critérios 
inadequados, levaram a reparos caros e até mesmo demolições 
e substituições. De Sitter (1984) fez uma afirmação que toca 
perfeitamente o cerne da questão. Esta afirmação é conhecida 
como a Regra dos Cinco: “Se nenhuma manutenção for realizada, 
os custos de reparo posteriores serão cinco vezes os custos de 
manutenção economizados. Se nenhum reparo for realizado, o 
custo da reforma será cinco vezes o dinheiro economizado por 
não reparar”. Enquanto isso, experimentamos a verdade por trás 
desse ditado: são necessárias medidas caras de manutenção e 
reparo, onde no passado a necessidade de durabilidade do 
aspecto era ignorada.
PARA PROJETO DE VIDA DE SERVIÇO
ÿ Efeitos de gelo-degelo, mesmo em combinação com sais de 
degelo
2 O DESENVOLVIMENTO DE UMA ESTRATÉGIA
- Carbonatação
1. INTRODUÇÃO
deterioração devido a:
ÿ Penetração de cloreto
RESUMO: O design para durabilidade ganhou o mesmo nível de importância que o design para a segurança e o design para a facilidade 
de manutenção. Muitas contribuições individuais para o projeto para a vida útil foram observadas nos últimos anos. Tais iniciativas 
devem, depois de algum tempo, resultar em uma abordagem consistente. Quando são feitos testes para desenvolver tal abordagem, 
inevitavelmente são descobertos “pontos cegos”. Este artigo dá uma visão geral dos desenvolvimentos mais importantes e, além disso, 
traça áreas onde o conhecimento ainda é inadequado e mais pesquisas são necessárias.
Será dado um tratamento dos vários métodos para prolongar a 
vida útil por meio de uma estratégia de projeto racional. O projeto 
para a vida útil requer que todos os mecanismos de deterioração 
relevantes sejam identificados e que aqueles que sejam relevantes 
para a estrutura a ser projetada sejam selecionados. As estruturas 
podem ser propensas a
Para desenvolver uma abordagem adequada ao projeto para 
a vida útil é necessário saber quais aspectos desempenham um 
papel dominante e onde as questões ainda em aberto se 
destacam. Este artigo faz um levantamento dos desenvolvimentos 
e necessidades de pesquisas futuras.
2.1 Mecanismos de deterioração e sua influência na vida útil
Nesta lista, os danos devidos à penetração de cloretos e a 
carbonatação são, de longe, as causas mais importantes de 
danos às estruturas de concreto. Compreende-se, portanto, que 
um número substancial de projetos de pesquisa tenha se 
concentrado em uma melhor descrição desses mecanismos. No 
que diz respeito à previsão de durabilidade com modelos 
matemáticos os modelos Duracrete são bem conhecidos. Esses 
modelos descrevem a penetração de cloreto e dióxido de carbono 
com base em modelos de difusão. Nisso
Agora também fica claro que na fase de projeto não apenas os 
custos do novo edifício, mas principalmente os custos integrais, 
incluindo manutenção, adaptação e demolição, devem ser 
considerados.
ÿ Formação de etringita
Delft University of Technology, Delft, Holanda
Reparo, reabilitação e retrofit de concreto II – Alexander et al (eds)
© 2009 Taylor & Francis Group, Londres, ISBN 978-0-415-46850-3
Machine Translated by Google
Figura 3. Métodos para prolongar a vida útil de uma 
estrutura de concreto.
Figura 2. Determinação probabilística da vida útil, Rostam 
(2001).
Figura 1. Danos devido a ASR.
Por um lado é possível alcançar a vida útil especificada evitando 
os mecanismos de deterioração.
O método de modelagem probabilística. De acordo com este 
método, a carga ambiental é comparada com a resistência da 
estrutura, tendo em conta a influência do tempo. Nesta base, 
calcula-se a probabilidade de que ocorram danos na estrutura. 
Com este método é possível otimizar: a opção de troca é 
incorporada e novos materiais podem ser usados assim que 
suas propriedades são conhecidas.
As possibilidades são:
Por outro lado, materiais e métodos de projeto podem ser 
escolhidos com o objetivo de retardar ou prolongar a reação 
química que leva à corrosão. Este método de projeto significa 
que a sensibilidade da estrutura é reduzida por escolhas 
apropriadas de material e detalhamento estrutural. Pela seleção 
de um material com propriedades adequadas em combinação 
com as dimensões estruturais mínimas, o processo de 
deterioração é retardado. A este respeito, distinguem-se duas 
possibilidades:
ÿ a aplicação de membranas ou revestimentos (extensão da 
reação)
2.2 Métodos práticos para prolongar a vida útil
A abordagem considera satisfazer (baseada em receita). O 
método de deem-to-satisfeito implica que os critérios de projeto 
sejam atendidos, o que garante uma certa vida útil especificada. 
Esses critérios como cobertura mínima ou composição de 
concreto para limitar a permeabilidade para a classe ambiental 
dominante são baseados principalmente na experiência. Até 
agora a otimização não é possível, porque as regras não 
oferecem a possibilidade de troca (por exemplo, cobertura 
menor para melhor impermeabilidade do concreto).
ÿ a aplicação de materiais com baixa sensibilidade à 
deterioração (como aço inoxidável)
As especificações contratuais para a vida útil a serem 
consideradas no projeto podem ser atendidas de duas maneiras (Fig. 3).
como a deterioração das estruturas de concreto ao longo do 
tempo pode ser calculada. A Fig. 2 mostra a redução de R 
(Resistência) no tempo devido à deterioração. No mesmo 
diagrama estão representadas as cargas crescentes (S) na 
estrutura. Se também a dispersão de R(t) e S(t) for considerada, 
ela pode ser calculada até quando a estrutura pode suportar a 
carga com confiabilidade especificada. Fica então bem claro 
quando o reparo e/ou reforço da estrutura deve ser realizado.
ÿ prevenir a reação (por exemplo, proteção catódica)
4
Machine Translated by Google
ÿ sistemas de controle de qualidade
A abordagem probabilística agora é aplicada apenas para 
estruturas de grande relevância, como túneis e pontes importantes. 
Para estruturas de “todos os dias” o método considerado para 
satisfazer é suficiente. No entanto, é importante certificar-se de que 
os resultados de ambos os métodos são compatíveis. Na EN 206 é 
dada uma classe de resistência mínima sem qualquer relação com o 
tipo de cimento, e/
Todo método de projeto deve levar em conta o grande número de 
fatores de influência que influenciam a vida útil. Os fatores mais 
importantes, na sequência de sua ocorrência noprocesso construtivo 
e construtivo, são as condições ambientais, o projeto conceitual, a 
escolha do material, as dimensões, detalhamento, execução, 
manutenção e qualidade de arquivamento dos dados.
Enquanto isso, um progresso considerável foi feito no que diz 
respeito à modelagem dos processos de deterioração. Oreticamente 
é possível descrever o processo de deterioração com base em 
modelos físicos. Para a aplicação prática desses modelos em projeto 
são necessários alguns elementos básicos:
ÿ uma estratégia para manutenção e reparo
exemplo, cloreto ou dióxido de carbono. Ao otimizar a composição do 
concreto e aplicar uma cobertura mínima de concreto adequada, a 
estrutura pode ser projetada para uma vida útil especificada.
Os parâmetros de projeto para satisfazer os requisitos são a espessura 
do cobrimento e a resistência do concreto. A combinação dos dois 
deve satisfazer certos critérios.
ÿ testes de conformidade
O método de modelagem probabilística implica que uma 
composição de concreto seja escolhida em relação à sua capacidade 
de controlar a velocidade de penetração de
A maioria das recomendações de projeto reais são baseadas em 
uma abordagem de satisfação. A EN 206 distingue 5 classes 
ambientais principais, incluindo 18 subclasses.
ÿ modelos de deterioração
A aplicação de aço inoxidável também é uma possibilidade 
interessante para projetos duráveis, especialmente porque tipos de 
aço inoxidável mais baratos estão disponíveis no mercado. Economias 
na qualidade do concreto podem ser aceitas com confiança e soluções 
econômicas em outra base são possíveis. Também a possibilidade 
de combinar aço inoxidável com aço “preto” normal é uma possibilidade.
ÿ critérios de estado limite
ÿ uma vida útil definida
Deve-se notar que a opção “evitar reações prejudiciais” não deve 
ser encarada com confiança cega. A Fig. 4 mostra a condição de uma 
membrana protetora que foi aplicada em uma estrutura para impedir 
a penetração de cloretos: por um lado, a membrana tornou-se 
quebradiça devido à radiação ultravioleta, por outro lado, atrás da 
membrana, uma pressão de umidade foi desenvolvido, o que leva ao 
descascamento da membrana.
2.3 Lidando com a qualidade de execução
No início de sua vida, a estrutura deve ser investigada em relação 
às propriedades mais importantes que influenciam a durabilidade. 
Essas constatações devem ser registradas em relatórios. Este controle 
inicial se encaixa muito bem no plano total de controles intermediários. 
Com base nessa inspeção, é possível determinar se o plano de 
manutenção e a qualidade da estrutura estão de acordo. O não 
alcance da qualidade especificada deverá ter consequências para o 
empreiteiro, como por exemplo a obrigação de reparação ou o 
pagamento de custos de manutenção adicionais capitalizados.
A formulação de requisitos em relação à qualidade de execução e 
a introdução de procedimentos de controle de qualidade não são 
garantia absoluta de que os critérios de vida útil sejam atendidos. 
Assim, ao entregar a estrutura ao cliente deve-se verificar se a 
qualidade especificada foi de fato alcançada.
No Japão, o fluxograma mostrado na fig. 5 é usado. Na entrega é 
realizada a inspeção inicial. Sobre
ou o uso de enchimentos. Além disso, a qualidade da cura e a duração 
do período de cura têm uma influência significativa. Aqui, estudos de 
parâmetros e comparação com experimentos são necessários para 
aumentar o entendimento.
Os melhores modelos disponíveis para projeto para vida útil 
consideram predominantemente as dimensões ambientais, materiais 
e geométricas: quase nenhuma atenção é dada ao detalhamento, 
execução e manutenção. Especialmente a qualidade de execução é 
um “ponto cego”. Aqui intervêm vários aspectos, como a colocação 
do reforço, o procedimento de fundição, compactação, cura, 
armazenamento de materiais, cofragem, desmoldagem, condições de 
trabalho, controle de qualidade, organização no local, educação e 
treinamento dos trabalhadores executores .
Figura 4. Tentativa frustrada de interromper o processo de 
deterioração com revestimento em parede de cais.
5
Machine Translated by Google
Figura 6. Eclusas de Haringvliet (1960).
Figura 5. Fluxograma para inspeção e manutenção de 
estruturas de concreto.
3.1 Experiência com projetos de infraestrutura
- uso de cimento de alto-forno
PARA DURABILIDADE ATÉ AGORA
ÿ Efeito da exposição e cura a ser considerado nos cálculos.
ÿ Uma probabilidade de falha aceita de 3,6%
3 EXPERIÊNCIA COM DESIGN
com base nos resultados desta inspecção é definida uma 
categoria de manutenção e é prevista a deterioração da 
estrutura. Os intervalos dos testes de controle são 
programados com antecedência. Com base nesses testes 
de controle, é determinada a necessidade de reparo. Para 
reparos em pequena escala, a previsão de deterioração é 
atualizada. Para reparos em grande escala, o controle inicial 
é realizado novamente. A gravação dos dados é muito 
essencial. Ao invés de inspeções, ou adicionais a estas, o 
estado da estrutura pode ser acompanhado de monitoramento.
ÿ O fim da vida útil foi definido como o início da corrosão 
(fim do período de iniciação) devido à penetração de 
água do mar (exterior) ou sal de geada degelo (interior)
Os modelos Duracrete contêm vários parâmetros. Para 
esses parâmetros, uma série de indicadores indicativos
3.2 Verificação dos modelos DuraCrete
ÿ Uma vida útil livre de manutenção de 100 anos
O projeto para durabilidade foi feito com base em uma 
extrapolação do código de projeto vigente (que foi baseado 
em uma vida útil livre de manutenção de 50 anos) com a 
fórmula ÿt. O cálculo mostrou que para uma vida útil livre de 
manutenção de 100 anos é necessária uma cobertura 
mínima de 35 ÿ(100/50) = 50 mm.
As comportas de Haringvliet, Fig. 6, foram finalizadas em 
1960. No que diz respeito à durabilidade, os seguintes 
requisitos foram formulados na fase de projeto:
A Maesland Storm Surge Barrier foi entregue em 1990. 
A vida útil do projeto é de 100 anos.
Até agora, nenhum problema em relação à durabilidade 
foi observado: após quase 50 anos, apenas a penetração 
limitada de cloreto foi medida. A probabilidade de o teor de 
cloreto na armadura atingir um valor crítico durante os 
primeiros 100 anos foi calculada como sendo menor que 
3,5%.
- protensão sempre que possível
Houve alguma penetração de cloreto. De acordo com 
cálculos probabilísticos, com base em modelos físicos e 
inspeção, a probabilidade de atingir um teor crítico de 
cloreto na armadura foi calculada em menos de 6,6% após 
50 anos e menos de 14% após 200 anos.
ects têm sido realizados nas últimas décadas. A durabilidade 
tem sido um ponto de atenção crescente.
Na Holanda, vários grandes projetos de infraestrutura -
A vida útil do projeto especificada foi de 200 anos. Os 
cálculos para determinar a durabilidade foram efectuados 
até aos 80 anos com base em valores médios. Após 25 
anos, nenhum dano visualfoi observado.
ÿ cobertura de concreto ÿ 70 mm
A Barreira de Escalda Oriental foi concluída em 1980.
O Western Scheldt Tunnel e o High Speed Railway 
Amsterdam-Bruxelas foram concluídos em 2000 e 2001, 
respectivamente. Para o projeto foram utilizados modelos 
probabilísticos segundo o método DuraCrete. Outros critérios 
foram:
ÿ relação água-cimento ÿ 0,45
6
Machine Translated by Google
nCl
s
7
, ver CUR B82 (2004).
Figura 7. Dispersão em perfis de cloreto dentro de uma área de 
1 m2
t })]
A pesquisa de campo foi realizada em seis estruturas, 
nas quais foram medidas a espessura do cobrimento de 
concreto, o potencial do aço e a resistência elétrica.
Aparentemente, a uma altura maior, o teor de cloreto na 
superfície é influenciado pelos efeitos contrários do molhamento 
pela água do mar e pela chuva. As áreas protegidas da chuva 
(que estão apenas em contato com o vapor fino da água do 
mar) estão, portanto, expostas a concentrações de cloreto 
significativamente mais altas.
• Não há valor confiável para o teor crítico de cloreto na 
prática (isso vale também para o cimento Portland com 
cinzas volantes). O projeto de pesquisa B82 não forneceu 
evidências suficientes. Isso é sentido como uma grande 
falta de conhecimento. A importância deste parâmetro 
para a tomada de decisões corretas em relação à 
manutenção é grande. Portanto, mais pesquisas são 
necessárias.
• O modelo existente para transporte de cloreto contém 
simplificações e incertezas. São necessários modelos 
aprimorados, capazes de simular a
= -1 erf 2 (/ { x KD tt 0 0
veja a fig. 7. 
Também ao longo do comprimento da Barreira de Surtos de 
Tempestades de Escalda Oriental foi encontrada uma dispersão 
considerável. Com relação aos antecedentes dessa variação, 
ainda não foi encontrada uma explicação clara. A este respeito, 
são necessários mais dados para tirar o máximo proveito dos 
novos modelos de cálculo, tal como descrito na tese de 
doutoramento de Li (2004).
Com o auxílio desta equação pode-se prever quando o teor 
de cloreto na armadura atinge o
4.1 Melhoria de modelos físicos como os 
modelos DuraCrete
D0 é o coeficiente de difusão para cloreto no tempo de 
referência t
DE PROJETO DE VIDA DE SERVIÇO
PARA AUMENTAR A CONFIABILIDADE
[
onde Cs é o teor de cloreto na superfície, x é a distância 
da superfície, K é um coeficiente que leva em consideração 
várias influências (ambiente, cura),
valores foram dados. Ainda não foi verificado se esses 
valores são suficientemente representativos.
O tópico de pesquisa mais importante foi a penetração 
do cloro em função do tempo. A equação a ser investigada 
sobre a adequação foi:
(1)
. Os objetos 
de investigação foram, por exemplo, o Cais de Scheveningen, 
as comportas de Haringvliet, a Barreira de Surtos de 
Tempestades de Escalda Oriental e três paredes do cais 
em Roterdão. Estas estruturas têm agora entre 25 e 45 anos.
conteúdo crítico Ccr e a corrosão é iniciada (estado limite 
G(t) = Ccr – C(x,t)). Isso acontece no tempo ti .
Os perfis de cloreto determinados a partir dos testes 
foram comparados com os do modelo teórico. Na maioria 
dos casos, o acordo foi bom. Com base nessas observações, 
em combinação com testes de laboratório, foi proposta a 
modificação de alguns parâmetros para o cimento de alto-
forno em ambiente marinho. Isso se referia ao valor do 
expoente nCl e outro cálculo do fator ambiental K: neste 
cálculo a temperatura é um fator decisivo e não mais a 
cura. Além disso, foi encontrado um valor para o teor de 
cloreto de superfície que descreve bem a carga de cloreto 
de cerca de 10 anos de exposição para concreto desde o 
nível da água até 7 metros acima do nível do mar: um teor 
médio de cloreto de 2,9% do peso do cimento com um 
padrão foi medido um desvio de 0,8%. Acima de 7 m para 
Cs foram encontrados resultados fortemente divergentes: 
entre 1% e 5%.
( / )
Ao verificar modelos de transporte como os modelos 
DuraCrete em estruturas de concreto existentes, conforme 
descrito em 3.1, verificou-se que em alguns aspectos 
faltava conhecimento e o entendimento não era 
suficientemente desenvolvido:
Foi notável que na maioria dos casos uma dispersão 
considerável foi encontrada na penetração de cloreto, mesmo
0, nCl é o “expoente de redução” dependente 
do material e t é o tempo. Também deve ser considerado o 
teor de cloreto que está inicialmente no concreto.
entre 6 núcleos retirados de um m2
C x C
Um projeto de pesquisa foi realizado pelo Comitê CUR 
B82. O projeto foi intitulado “Durability of Marine Structures”, 
abreviado como DuMaCon.
( , )
4 OUTROS PASSOS NECESSÁRIOS
Foram utilizados núcleos perfurados para estabelecer a 
penetração do cloreto (perfis), a microestrutura (por 
microscopia), a resistência e a resistência. As medições 
foram realizadas e amostras retiradas de 17 locais com 
uma área de 1 × 1 m2
,
Machine Translated by Google
Até agora sempre foi assumido que o instante de 
despassivação do aço define o fim da vida útil livre de danos. 
Para este estado limite é definido um índice de confiabilidade 
na faixa de 1,5–1,8. É, no entanto, importante descobrir o 
que acontece na realidade após a despassivação. Agora, 
qualitativamente, distinguem-se as seguintes etapas no 
processo de deterioração adicional: a ocorrência de fissuras, 
fragmentação da cobertura e afrouxamento de partes do 
concreto.
A inspeção inicial é um elemento significativo no controle de 
qualidade. Pode dar uma indicação se a execução foi 
realizada com qualidade suficiente.
• O contexto da variação espacial na penetração de cloreto 
ainda não é bem conhecido. Isso deve ser mais 
investigado, tanto no que diz respeito à variação da 
exposição quanto à variação da resistência (escala macro 
e escala meso). Esta informação é necessária para poder 
avaliar os resultados das medições de inspeção local.
Deve ser especificado o que é controlado nesta inspeção 
inicial, o que deve ser medido e como as medições são 
realizadas. Além disso, as consequências devem ser claras 
para o caso de a qualidade especificada não ser atingida.
No que diz respeito à duração dessas etapas, existem 
apenas informações limitadas. Isso é importante porque não 
é certo que a despassivação seja sinônimo do início de um 
processo de corrosão acelerado que finalmente leva a danos 
inaceitáveis. Há incerteza em relação à questão de quanto 
tempo se desenvolverá o dano em relação a fatores internos 
e externos.
• O “estado limite de manutenção” precisa ser especificado. 
Principalmente aqui a idade de início da corrosão é 
tomada, embora para a realização da corrosão seja 
necessário mais tempo (período de propagação). Um
• A manutenção das estruturas de concreto pode ser 
melhorada registrando-se melhor os dados relevantes do 
período de construção. Aqui deve ser formulado quais 
dados são necessários, em que grau eles são mensuráveis 
e em que medida eles devem ser adicionalmente 
determinados.As informações relevantes dizem respeito 
aos critérios de projeto, informações sobre os materiais 
utilizados, a forma de produção e cura e outros aspectos 
de construção, incluindo desvios e eventuais testes de 
controle. A coleta total de dados deve ser a base da 
“certidão de nascimento”.
4.3 Melhor contabilização da qualidade de execução
efeito das variações de umidade melhor. Também uma 
nova geração de modelos deve ser verificada. Além disso, 
é útil seguir as estruturas no tempo. A penetração de 
cloretos e dióxidos de carbono pode então ser estimada 
com melhor precisão. Na Holanda foi, portanto, 
aconselhado a investigar as mesmas estruturas outra vez 
após 10 anos. Neste sentido, pode-se utilizar formulações 
melhoradas para a penetração de cloretos, como por 
exemplo desenvolvidas por Meijers, (2003). Em seu 
modelo, são consideradas as condições de contorno 
variáveis em relação à umidade, temperatura e cloreto, 
Fig. 8.
A questão em aberto é qual índice de confiabilidade 
pertence a esse limite, quais são as consequências para 
as decisões de manutenção e como antecipar a 
manutenção versus reagir à manutenção afeta o custo ao 
longo da vida útil.
4.2 Simulação do comportamento após 
despassivação do aço de reforço
A qualidade de execução tem grande influência na 
durabilidade das estruturas de concreto. É necessária uma 
melhor compreensão do papel da qualidade de compactação 
e cura. Nos modelos DuraCrete essas influências são 
tratadas apenas com um fator simples. Uma solução melhor 
dificilmente é possível porque a qualidade de execução só 
pode ser determinada após o acabamento da estrutura. 
Desvios do cobrimento de concreto especificado e da relação 
água-cimento têm um efeito importante. Para projetos de 
alta relevância a qualidade da estrutura deve ser determinada 
na “inspeção inicial”, na entrega da estrutura. Só então pode 
ser feito um plano de manutenção definitivo. A inspeção 
inicial, ver também a Fig. 5, é um instrumento importante 
para a determinação do estado inicial da estrutura. Com 
base nesses dados, o desenvolvimento da deterioração pode 
ser previsto e um plano de manutenção pode ser feito em 
combinação com um plano de inspeção.
• A exposição a cloretos em idade precoce do concreto 
(<28 dias) leva a um aumento da penetração. Uma alta 
velocidade de construção pode, portanto, influenciar 
negativamente a vida útil. Este efeito deve ser estudado 
mais a fundo.
Figura 8. Comparação dos perfis de cloretos 
experimentalmente e calculados após 2, 8 e 16 anos de 
acordo com Meijers (2003).
8
Machine Translated by Google
Para lidar com essa situação, diferentes abordagens são 
possíveis. Por um lado, pode-se tentar descrever todos os 
processos com a maior precisão possível e realizar estudos 
de parâmetros para ter uma ideia sobre os tipos de 
deterioração, sua velocidade e sua probabilidade de
ÿ Teor crítico de cloretos para diversos tipos de cimento 
utilizados na prática, bem como blendas.
Na Fig. 2 foi mostrado que a resistência ao rolamento das 
estruturas é reduzida ao longo do tempo devido aos 
processos de deterioração. Por outro lado, o tráfego 
aumenta. Isso significa que a confiabilidade da estrutura diminui.
Além disso, as propriedades do material são determinadas 
pela forma de fundição em relação à trabalhabilidade do 
material e qualidade de cura. Resumindo, há uma infinidade 
de processos e condições de contorno, que nem sempre 
podem ser definidos com muita precisão.
4.4 A importância dos critérios de abertura de 
fissuras para a durabilidade das estruturas e 
seu impacto econômico
CAPACIDADE DAS ESTRUTURAS EXISTENTES
5 DETERMINANDO O ROLAMENTO REAL
Muitos mecanismos que causam deterioração são baseados 
na penetração de produtos químicos no concreto. A 
microestrutura do material desempenha, portanto, um papel 
importante. No entanto, a variação na concentração de 
produtos químicos (como íons Clÿ e CO2 ) e a variação nas 
condições ambientais (temperatura, umidade relativa, vento 
e radiação solar) são incertezas.
cálculos?
Tais imperfeições podem ter uma grande influência na 
durabilidade.
ÿ Determinação da probabilidade aceitável de ultrapassar 
um estado limite.
4.7 Critérios robustos em vez de “avançados”
Desvios dos valores especificados devem ser levados em 
consideração e seu efeito na durabilidade deve ser 
considerado. As medições no canteiro de obras mostraram 
que os desvios são muitas vezes significativos. Em um 
canteiro de obras holandês, verificou-se que, para um valor 
especificado da relação água-cimento de 0,50 mm, foi 
medido um valor médio de 0,53, com um limite superior de 
0,60 e um limite inferior de 0, 48 milímetros. Também para 
o cobrimento do concreto foram observados desvios. Em 
um local onde a espessura mínima de cobertura especificada 
era de 35 mm, foi medida uma espessura média de 40,4 
mm, com desvio padrão de 9,5 mm. A espessura mínima 
medida foi de 17 mm e a máxima de 75 mm.
Com a tese de doutoramento de Li (2004) deu-se o primeiro 
impulso à introdução da probabilística na inspecção e 
manutenção. Nesta tese a importância de uma boa base 
probabilística para a escolha da estratégia ótima de reparo 
foi bem demonstrada.
Outro aspecto importante é que o controle da abertura de 
fissura diz respeito principalmente ao efeito de cargas e 
deformações impostas. Estas são as fissuras mais 
inofensivas, pois atravessam principalmente a armadura 
perpendicularmente. As rachaduras, no entanto, podem ter 
sua origem também nas mais diversas causas mais 
relevantes. Especialmente rachaduras que ocorrem antes 
do endurecimento devem ser consideradas.
ÿ Definição do fim da vida útil.
Para vários critérios importantes, não há valores ou 
definições geralmente aceitos disponíveis, como:
Por outro lado, pode-se argumentar que, devido à 
disponibilidade de tantos aspectos desconhecidos, pode ser 
melhor distinguir um número limitado de classes de 
durabilidade para o concreto. Em um programa de 
cooperação entre várias universidades sul-africanas, ver 
Beushausen (2003), foi formulada uma proposta para 
classificar o concreto em classes de durabilidade, com base 
em testes de penetração para três meios diferentes, sendo 
oxigênio, água e cloretos. Com base nos resultados desses 
ensaios o betão termina numa das classes de durabilidade 
“excelente”, “bom”, “moderado” ou “ruim”. Este método 
também é adequado para a classificação de estruturas 
existentes. Parece valer a pena investigar e avaliar esses 
métodos.
Essas demandas não são muito bem apoiadas por 
evidências. Especialmente quando as aberturas das fissuras 
devem ser pequenas, a influência deste requisito na 
economia (reforço necessário) pode ser grande. Se a largura 
de fissura máxima especificada é de 0,2 mm ou 0,1 mm 
pode significar um aumento do volume de aço em 100%.
ocorrência.
No passado, um papel determinante para a durabilidade 
era atribuído às larguras das rachaduras. Mais tarde ficou 
demonstradoque a espessura e a qualidade da cobertura 
desempenham um papel muito mais importante. No entanto, 
em muitos códigos, os limites máximos de abertura de 
fissuras são fornecidos em relação à classe ambiental.
4.6 Melhorias na metodologia de projeto
ÿ Melhor definição das condições de exposição (cloro, 
variação de umidade).
4.5 Levando em conta melhor os aspectos probabilísticos
A decisão de melhorar a estrutura, no entanto, tem 
consequências financeiras consideráveis e, portanto, deve 
ser tomada com base em considerações sólidas. Um 
aspecto muito importante que ainda não foi tratado é que 
muitas estruturas possuem capacidade de carga residual. 
Se puder ser provado de forma convincente que a curva
9
Machine Translated by Google
Figura 10. Ação da membrana compressiva.
Figura 9. Vida útil estendida em virtude da capacidade de 
carga residual.
resistências de 60 MPA, enquanto as resistências de projeto 
não eram superiores a 25 MPa no passado. Isso pode contar 
especialmente no caso em que a capacidade de cisalhamento 
está em causa.
c. Depois de ter calculado a armadura necessária com base nos 
cálculos ULS, muitas vezes é adicionada uma armadura 
prática. Exemplos são reforços horizontais ou reforços ao 
longo de bordas livres. Este reforço aumenta a capacidade 
de carga real.
b. Os cálculos de projeto são realizados principalmente de 
acordo com modelos de limite inferior. Um exemplo é o 
método de tiras, assumindo caminhos de suporte de carga 
simplificados. Este método é transparente para o projetista e 
geralmente leva a geometrias de reforço simples, apropriadas 
para a construção. Quando, no entanto, uma estrutura 
projetada dessa maneira é recalculada, por exemplo, pela 
teoria da elasticidade, geralmente verifica-se que a capacidade 
de carga real é maior do que a determinada com base nas 
regras de projeto.
5. O aspecto da resistência ao rolamento residual das estruturas 
deve ser considerado ao estimar a vida útil das estruturas 
existentes.
Em muitos tabuleiros de pontes, a capacidade real de carga 
é maior do que a carga teórica de perfuração. A razão é o 
desenvolvimento da ação da membrana compressiva. Isso 
ocorre porque a deflexão sob a carga da roda acompanha a 
extensão lateral do concreto ao redor da área carregada.
uma. Ação da membrana compressiva. Se um tabuleiro de ponte 
é carregado por uma grande carga de rodas, a capacidade 
de punção pode ser a dominante.
4. A influência das execuções na durabilidade é um fator de 
grande influência. Portanto, é útil testar a condição de uma 
nova estrutura e registrar os dados em uma “certidão de 
nascimento”.
A capacidade de carga residual pode ocorrer como resultado 
de vários motivos. Algumas dessas razões são dadas na seguinte 
pesquisa:
3. Para tirar o máximo proveito dos modelos de deterioração 
avançada, o aspecto de dispersão merece a devida 
consideração. Sob muitas condições, uma definição precisa 
dos valores de entrada não é possível. Modelos mais 
“robustos”, portanto, também devem ser levados a sério.
2. Uma tarefa importante será a avaliação do estado de 
deterioração das estruturas existentes, de forma a definir a 
sua vida útil remanescente e planear a respectiva manutenção.
que representa a capacidade de carga real é maior do que a 
curva que representa a capacidade de projeto, isso significa que 
o reforço pode ser estendido. A Fig. 9 mostra isso 
esquematicamente.
1. Nos códigos futuros, as regras para a determinação da vida 
útil das estruturas serão dadas em vários níveis. Critérios 
determinísticos serão dados por regras de deem-to-satisfy. 
Modelos probabilísticos estarão disponíveis para estruturas 
de grande relevância.
6. CONCLUSÕES
f. Programas de elementos finitos não lineares podem ser muito 
úteis para a determinação da capacidade de carga real. É, no 
entanto, necessário calibrar esses programas para a estrutura 
típica considerada, para tirar o máximo proveito dessas 
ferramentas numéricas.
e. As pontes em laje maciça são principalmente projetadas com 
fórmulas de cisalhamento que são resultado da avaliação de 
ensaios de cisalhamento de viga. Em uma viga um ponto 
fraco pode ter uma influência considerável na capacidade de 
cisalhamento, enquanto em uma laje um esporte fraco é 
compensado por regiões com maior resistência. Pode-se, 
portanto, esperar que as lajes tenham uma maior resistência 
ao cisalhamento devido à sua maior capacidade de 
redistribuição.
d. No momento em que a capacidade de carga de uma estrutura 
se torna assunto de discussão, a idade está na maior parte 
na faixa de 30 a 60 anos. A resistência do concreto é então, 
como resultado da hidratação contínua, muito maior do que 
a resistência de 28 dias na qual o projeto foi baseado. Muitas 
pontes na Holanda mostraram compressão de concreto
10
Machine Translated by Google
REFERÊNCIAS Meijers, S., “Modelagem computacional do ingresso de cloreto no 
concreto”, tese de doutorado, TU Delft, março de 2003.
Comitê CUR B82, “Durabilidade de estruturas de concreto em um 
ambiente marinho”, Gouda, Holanda, 2004.
“Variabilidade espacial da deterioração do concreto e estratégias 
de reparo”, Structural Concrete, Journal of the fib, Vol. 5, nº. 3, 
setembro de 2004, pp. 121–129.
Beushausen, HD, Alexander, MG, Mackechnie, J., "Especificações 
de durabilidade do concreto em um contexto internacional", 
Concrete Plant + Precast Technology, 7, 2003, pp. 22-32.
Li, Y., Vrouwenvelder, T., Wijnants, G., Walraven, JC
Sitter, WR de, “Custos para otimização da vida útil: a Lei dos Cincos”, 
Durabilidade das Estruturas de Concreto”, Relatório do Workshop, 
Ed. Steen Rostam, 18–20 de maio de 1984, Copenhague, 
Dinamarca, pp. 131–134.
Li, Y., “Efeito da variabilidade espacial nas decisões de manutenção 
e reparo para estruturas de concreto”, tese de doutorado, TU 
Delft, junho de 2004.
Rostam, S., “Projeto baseado em desempenho de estruturas de 
concreto: o desafio de integrar resistência, durabilidade e 
sustentabilidade”, Proceedings fib-Simpósio “Concrete and the 
Environment”, Berlim, 3–5 de outubro de 2001.
Gaal, GCM, “Previsão de deterioração de pontes de concreto”, tese 
de doutorado, TU Delft, junho de 2004.
11
Machine Translated by Google
Machine Translated by Google