Projecto e pormenorização

O principal objectivo do projectista é projectar estruturas económicas, com o nível de segurança exigido nos regulamentos, de modo a desempenhar satisfatoriamente as funções para as quais foi concebido e durante a período de vida previsto.

A execução do projecto estrutural passa por diversas etapas. Na primeira, são definidos os valores característicos das acções permanentes, acções variáveis e acções de acidente. Nesta fase muitas das acções permanentes são desconhecidas, pois o objectivo é definir a geometria dos elementos estruturais. Na segunda etapa, a partir da definição das acções é possível obter esforços e deslocamentos nos elementos estruturais, admitindo determinados comportamentos para os materiais e para as estruturas. De seguida, é avaliada a capacidade resistente a determinado esforço a partir do conhecimento do comportamento do material. Na última etapa, efectua-se a verificação da segurança para os diferentes estados limites.

Quando se trata do projecto de durabilidade, a verificação do período de vida prevista pode ser alcançada para determinado nível de fiabilidade. Nestas situações, aparenta ser aceitável, sem questionar, recorrer a uma abordagem exageradamente simples. As normas disponíveis fornecem apenas definições qualitativas da exposição, não

definindo a vida do projecto em relação à durabilidade [2.10]. Em particular, não

definem o estado limite de durabilidade que deve ser excedido para a vida do projecto ser ampliada.

Tentativas anteriores observaram que, em relação à durabilidade, não são as propriedades dos materiais ou dos componentes que por si só definem o desempenho, mas as condições da estrutura no meio ambiente como um todo, e a necessidade de intervenção. Este desempenho pode ser definido por requisitos funcionais aptos-para- o-uso, ou seja, requisitos tais como as flechas, fendas, destacamentos, vibração, estética e integridade estrutural.

Em relação à deterioração, as estruturas de betão possuem importantes características, que diferem das outras estruturas fabricadas com outros materiais [2.11]. Estas propriedades são:

• a qualidade e o desempenho do betão são assumidas na fase de projecto de

desempenho do betão são determinadas através do processo de execução, durante a construção. Daí que, este período muito curto de tempo constitua o período mais o importante que garante a durabilidade necessária da estrutura acabada;

• se a durabilidade for inferior ao previsto, normalmente não é perceptível até

algum tempo ter passado devido à natureza de deterioração das estruturas de betão quando expostas a ambientes agressivos. O período que conduz à deterioração prematura da estrutura é superior ao período de garantia do construtor e inferior à vida útil prevista em projecto.

Um projecto arquitectónico pensado do ponto de vista de durabilidade pode vir a ter um desempenho excelente ao longo do tempo, tendo mesmo uma vida de serviço longa. A complexidade da forma estrutural, tanto na utilização como na execução, diminui a vida de serviço ou necessita de empenho maior na manutenção.

A robustez de uma estrutura ou de um elemento estrutural exposto, está parcialmente relacionada com a razão entre a área de superfície exposta e o volume do membro de betão. Quanto maior for esta razão, maior é o risco de uma substância agressiva penetrar no betão em quantidade suficiente para iniciar a deterioração do betão ou da armadura.

Quanto maior for o número de juntas e cantos da estrutura onde o pó e a sujidade se podem acumular e manter a humidade da água durante mais tempo, maior será a probabilidade de o betão se deteriorar. Este tipo de estruturas possuem um factor de risco de durabilidade elevada.

O escoamento de águas pluviais é outro factor que influencia muito a durabilidade, podendo ser tido em conta durante a elaboração do projecto. Assim, deve-se evitar saliências estruturais, cantos ou cavidades na construção.

Normalmente as atenções estão concentradas nos aspecto de durabilidade dos materiais utilizados, sendo a importância da forma estrutural na durabilidade e no desempenho, a longo prazo, desprezada.

De seguida apresentam-se alguns exemplos simples de princípios gerais para projecto [2.02]:

Se a água proveniente da chuva, da neve ou do gelo se escoar sobre o betão, a água e agentes agressivos como os cloretos podem penetrar no betão, ou o betão pode ser lixiviado pela passagem da água. Situações em que a água fique parada devem ser também evitadas;

• condições que podem levar à criação de grandes fendas devem ser evitadas.

Mudança súbita de secção resulta na concentração de tensões. A aplicação de forças concentradas devido à ancoragem de cabos de pré-esforço ou devido a reacções dos suportes, podem criar forças locais, podendo provocar fendas se não forem tratadas com a armadura adequada;

• fornecer protecção estrutural recorrendo a superfícies lisas com pontas

arredondadas e minimizar a área exposta ao ambiente;

• fornecer protecção especial para o betão (que normalmente também protege a

armadura), tal como PFL, SCC, FRC, protecção da superfície, entre outros;

• fornecer protecção especial para a armadura contra a corrosão, recorrendo a

maiores recobrimentos, películas protectoras, protecção catódica, inibidores de corrosão, entre outros;

• efectuar inspecções periódicas regulares de modo a detectar com a devida

antecedência os problemas e introduzir rotinas de manutenção.

2.3.1 Protecção alternativa

Em situação de elevada agressividade, pode ser necessário recorrer a métodos adicionais de protecção. Estes métodos podem ser divididos em dois grupos, a saber:

• protecção do betão;

• protecção do aço.

A protecção do betão passa por diminuir a permeabilidade da camada de recobrimento. Pode ser conseguido de várias maneiras:

• aplicação directa de produtos na superfície (tintas, colas)

• melhorar a qualidade do betão (PFL - Permeability controlled Formwork Liner,

SCC - Self Compacting Concrete, adições, teor C3A).

PFL: reconhecendo a influência dominante da qualidade da camada de recobrimento do betão na resistência deste contra a penetração de agentes agressivos deu origem ao desenvolvimento de um forro permeável para a cofragem, que poderá ser maleável ou rígido. Estes forros permitem melhorar a qualidade da camada exterior do betão, alguns milímetros a centímetros, controlando a razão água/cimento (A/C) e

melhorando a cura desta camada exterior.

A PFL absorve parte da água em excesso da camada superficial reduzindo portanto a razão A/C. Quando o betão endurecer através da hidratação do cimento esta camada necessitará de água adicional para atingir um endurecimento optimizado, estando esta água disponível no forro. Ocorre, portanto, um cura com humidade óptima na camada

exterior, melhorando a qualidade do betão de recobrimento [2.03].

A PFL pode melhorar a qualidade da camada exterior de betão mas não compensa a má compactação e a criação de ninhos de brita. Contudo, os novos desenvolvimento em betões auto-compactáveis pode ser uma solução realística para este problema, logo, a junção de PFL com SCC teria um efeito sinergético na melhoria da durabilidade das estruturas de betão.

SCC: o desenvolvimento de uma mistura de betão onde a sua colocação e a sua vibração têm uma influência mínima na qualidade final do betão. Com a ajuda de diversos adjuvantes químicos e a optimização de curvas de agregados com razões baixas de A/C pode ser obtido betão sem segregação, de modo que flua através das cofragens, das formas complicadas e em torno de disposições de armaduras complexas. A cofragem pode ser preenchida com uma compactação uniforme sem se criar ninhos de brita. O betão irá criar uma pressão adicional na cofragem, que deve ser tido em conta ao dimensionar a cofragem.

A utilização de SCC é uma tecnologia amiga do ambiente, uma vez que o nível de ruído provocado pela vibração é quase eliminado.

A protecção do aço pode ser efectuada ao nível do próprio betão através da introdução de inibidores de corrosão ou repelentes de humidade, entre outros produtos.

Ao nível da armadura, esta pode ser protegida através da aplicação de revestimentos metálicos (zinco), orgânicos (resinas epóxidicas), ou através da protecção catódica.