AVALIAÇÃO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM AMBIENTE MARINHO TROPICAL

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AVALIAÇÃO DA DURABILIDADE DE ESTRUTURAS DE CONCRETO EM AMBIENTE MARINHO TROPICAL

  1. 1. AVALIAÇÃO DA DURABILIDADE DEAVALIAÇÃO DA DURABILIDADE DEESTRUTURAS DE CONCRETO EMESTRUTURAS DE CONCRETO EMAMBIENTE MARINHO TROPICALAMBIENTE MARINHO TROPICALAdriana de Araújo; Sérgio C. Ângulo; Zehbour Panossian;Wellington L. Repette; Alessandra L. Castro; Valdecir A. Quarcioni52º Congresso Brasileiro do ConcretoFortaleza/CE, 13 a 17 de outubro de 2010
  2. 2. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRECONHECIMENTO DO LOCALRECONHECIMENTO DO LOCALPíer Velho :- 1962-1967 - Ponte de Acesso e Píer deAtracação 1- 1971-1973 - Píer de Atracação 2- Tabuleiro para apoio de tubovia, comcirculação de veículos e pedestres.Píer Novo:- 2003-2005- Ao lado da Ponte de Acesso do Píer Velho- Características de tabuleiro de ponte,apoio de tubovia.VIGAS LONGITUDINAISESTACASVIGAS TRANSVERSAISIntervenções:1993 - estacas de concreto da Ponte deAcesso1998 – demais elementos da estruturado Píer Velho
  3. 3. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalPÍER DE ATRACAÇÃO 2PÍER DE ATRACAÇÃO 1PÍER NOVOPONTE DE ACESSOExtensão total dos Píeres:cerca de 3 km
  4. 4. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRECONHECIMENTO DO LOCALRECONHECIMENTO DO LOCALCondições ambientais e de exposiçãoVentos: sudeste 10 m/s a 30 m/sPrecipitações: 2000 mmFrentes frias: outono e invernoVariação de maré: 1,2 mCorrentes no canal: 2 m/sUmidade relativa: 65% a 85%Temperatura ambiente: 15oC em julho e 39oC em janeiro.Zonas de exposição: névoa salina, marolas e respingos e variação de maré.Névoa salina: estrutura continuamente exposta,mais significativa nas vigas longitudinaisMarolas e respingos: constante nas estacase eventualmente nas vigas transversais Variação de maré: constante nas estacas
  5. 5. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalMETODOLOGIAMETODOLOGIAINSPEÇÃO VISUAL DETALHADAENSAIOS EM CAMPO E LABORATÓRIOPREVISÃO DA VIDA ÚTILCONCLUSÕESCaracterização do concreto(uniformidade e propriedades físico-mecânicas)Determinação do perfil e teor de íons cloretoDeterminação da profundidade decarbonataçãoDeterminação de parâmetros eletroquímicos(potencial de corrosão e taxa de corrosão)Exame, a olho desarmado, da parte inferior daestrutura principal de cada um dos píeresConforme MC-SLD Bulletin 34 (FIB,2006)ELS: despassivação da armadura e fissuraçãoELU: perda de seção por corrosão da armadura Amostragem dos elementos principais de um único vãode cada uma das estruturas Definidas regiões de concreto íntegro para os ensaios
  6. 6. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS INSPEÇÃO VISUAL – Píer VelhoINSPEÇÃO VISUAL – Píer Velho
  7. 7. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS INSPEÇÃO VISUAL – Píer NovoINSPEÇÃO VISUAL – Píer Novo
  8. 8. 0,01,02,03,04,05,06,07,08,0EP 97 L 43 T 43Absorçãodeáguaapósfervura(%kg/kg)ElementosestruturaisLimiteconcretonormal(HELENE, 1983)Limiteconcretodurável(HELENE, 1983)EstacaPíer Novo30,040,050,060,070,080,090,0EP 97 L 43 T 43Resistênciaàcompressão(emMPa)ElementosestruturaisfckVigatransversalVigalongitudinalEstacaPíer NovoAvaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-MECÂNICA DOCARACTERIZAÇÃO FÍSICO-MECÂNICA DOCONCRETOCONCRETOUniformidade(esclerometria)Resistência àcompressãoMassa específica, absorçãode água e índice de vazios30354045505560Cavalete 41 Cavalete112Cavalete209Cavalete 43ÍndiceEsclerométrico(%)Ponte deAcessoPíer 1 Píer 2 Píer Novo• Píer Velho: < uniformidade• Píer Novo: > índice esclerométrico< dispersão resultados0,010,020,030,040,050,060,0E 41 L41 T 41Resistênciaàcompressão(emMPa)ElementosestruturaisfckfckfckVigatransversalVigalongitudinalEstacaPíer Velho0,01,02,03,04,05,06,07,08,0E 41 L41 T 41Absorçãodeáguaapósfervura(%kg/kg)ElementosestruturaisLimiteconcretodurável(HELENE, 1983)Limiteconcretonormal(HELENE, 1983)VigatransversalVigalongitudinalEstacaPíer VelhoVigatransversalVigalongitudinal
  9. 9. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS DETERMINAÇÃO DO PERFIL DE ÍONS CLORETODETERMINAÇÃO DO PERFIL DE ÍONS CLORETO0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,00 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)T 41 IBT41 IET 41 IC0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,00 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)T 41 LBT 41 LET 41 LST 41 LI0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,00 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)E 41 RME 41 RN0,00,51,01,52,02,53,03,54,04,55,00 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g) Profundidade (em mm)L 41 FCIL 41 FIL 41 FEEstaca Viga transversal (lateral)Viga longitudinal Viga transversal (inferior)PÍER VELHOPÍER NOVO0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,41,50 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)EP 97 RMEP 97 RN0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,41,50 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)L 43 FCIL 43 FIL 43 FE0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,41,50 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)T 43 IBT 43 IET 43 IC0,00,10,20,30,40,50,60,70,80,91,01,11,21,31,41,50 10 20 30 40 50Clsolúvel/cimento(%g/g)Profundidade (em mm)T 43 LBT 43 LET 43 LST 43 LIEstaca Viga transversal (lateral)Viga longitudinal Viga transversal (inferior)
  10. 10. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS PROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃOPROFUNDIDADE DE CARBONATAÇÃO0510152025303540450 10 20 30 40 50CO2/cimento(%)Profundidade (em mm)E 41 RNL 41 FET41 LB051015200 10 20 30 40 50CO2/cimento(%)Profundidade (em mm)EP 97 RNL 43 FET 43 LB
  11. 11. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS MEDIDAS ELETROQUÍMICASMEDIDAS ELETROQUÍMICASPíerElementoestruturalTaxa de corrosão(µA/cm2)ObservaçõesPíer Velho(Ponte de Acesso)Estaca > 1,0Estado ativo decorrosão e taxasexpressivasViga longitudinal > 1,0Viga transversal > 1,0Píer NovoEstaca < 0,1 Armadurapassivada, comtaxas de corrosãoinexpressivasViga longitudinal < 0,1Viga transversal < 0,1Píeres de Atracação 1 e 2 ⇒ Presença de corrente de interferência (proteção catódica das estacas metálicas)impossibilitou a realização das medidas eletroquímicas; porém, com o sistema desligado, as armadurasapresentaram um estado ativo de corrosão.
  12. 12. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalRESULTADOSRESULTADOS ESTIMATIVA DA VIDA ÚTILESTIMATIVA DA VIDA ÚTIL Ano base: 2008 Resultados dos ensaios de carbonatação, penetração de íons cloreto e medidaseletroquímicas.Ensaios Píer Elemento estruturalVida útil residual(ELS) - anosVida útil residual(ELU) - anosCarbonataçãoVelhoNovoEstaca > 100 ---Viga longitudinal > 100 ---Viga transversal > 100 ---Íons cloretoVelhoEstaca Esgotada ---Viga longitudinal Esgotada ---Viga transversal Esgotada ---NovoEstaca > 25 ---Viga longitudinal > 25 ---Viga transversal 11 ---Taxa de corrosãoVelhoEstaca 5 117Viga longitudinal 5 12Viga transversal 13 61NovoEm função do pouco tempo de exposição, deve-se refazer as mediçõesem um prazo de aproximadamente 5 anos.
  13. 13. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropicalCONCLUSÕESCONCLUSÕESPÍER VELHOPÍER VELHO Intensa presença de anomalias (falhas deexecução ou ausência de manutenção); A resistência à compressão é superior àresistência característica de projeto; Baixos valores de absorção de água epermeabilidade; Estado ativo de corrosão; Vida útil “esgotada” para todos os elementosestruturais analisados.PÍER NOVOPÍER NOVO Presença de diversas anomalias (falhas deexecução ou ausência de manutenção); A resistência à compressão é superior à resistênciacaracterística de projeto; Baixos valores de absorção de água epermeabilidade; Armadura passivada; Vida útil superior a 25 anos; porém recomenda-senovas medidas dentro de aproximadamente 5 anos.
  14. 14. Avaliação da durabilidade de estruturas de concreto emambiente marinho tropical

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