Capítulo 2 – Definição e caracterização das principais propriedades hígricas de
2.4. Propriedades Hígricas dos materiais
2.3.2. Propriedades do betão 1 Retracção
Esta propriedade dos betões está relacionada com a variação de volume que este material sofre desde que é compactado até ao estado limite de equilíbrio com o ambiente, a temperatura constante e na ausência de qualquer tensão aplicada. A retracção é
caracterizada pela diminuição das dimensões das peças de betão, devido à secagem da água [20, 21].
A retracção ocorre no estado fresco e no estado endurecido do betão, no entanto neste último ocorre apenas para as idades mais jovens. Esta propriedade caracteriza-se pelo assentamento dos materiais que compõem o betão e pela evaporação da água à superfície [20].
O efeito da retracção é complexo e depende de diversos factores, especialmente do meio ambiente em que a estrutura está inserida. Os principais factores que influenciam a retracção são [18]:
o Temperatura; o Humidade; o Vento;
o Natureza e quantidade dos agregados; o Natureza e quantidade de cimento; o Quantidade de água;
o Adjuvantes;
o Dimensão da peça de betão.
Pelas consequências que provoca nos materiais de construção, a retracção é das propriedades mais importantes. Como normalmente são impostas restrições através do atrito, gera-se tensões de tracção no material que leva ao aparecimento de fendilhação. Para além do enfraquecimento do betão que pode afectar a capacidade resistente do betão, o aparecimento de fendilhação condiciona também a durabilidade e o aspecto deste. A fendilhação resultante da retracção faz com que a água penetre mais facilmente na estrutura do betão e provoque problemas de humidade [20].
2.3.2.2. Capilaridade do betão
A capilaridade é medida através do coeficiente de absorção/capilaridade, e define-se como sendo a massa de água absorvida, por área de material, devido a forças capilares [12]. Uma vez que o betão é uma material poroso, este permite que a água circule através dele devido a fenómenos de capilaridade. Um elemento de betão (exemplo: sapata) que esteja em contacto com a água, mesmo que não seja sujeito a pressões hidrostáticas, desenvolve um mecanismo de sucção capilar que permite a circulação de água no interior deste. Em termos de durabilidade, estes elementos estão susceptíveis de apresentar algumas anomalias [20]. Citando Coutinho, a absorção capilar depende de diversos factores, tais como [20]:
o Finura do cimento (a absorção capilar diminui quando a finura do cimento aumenta);
o Relação A/C (a absorção capilar aumenta quando a relação A/C aumenta); o Idade (a absorção capilar diminui quando a idade aumenta);
o Duração da cura húmida (a absorção capilar diminui quando a duranção aumenta);
o Compacidade (a absorção capilar diminui quando a compacidade aumenta).
2.3.2.3. Permeabilidade do betão
Segundo Coutinho, “a permeabilidade é a propriedade de um betão ser atravessado pelos gases e fluidos actuando na sua superfície sob pressão”. Isto significa que sempre que a água penetre num elemento de betão através da existência de uma pressão hidráulica, o mecanismo de transporte desta é a permeabilidade [20].
Na estrutura do betão existem três tipos diferentes de poros. Os primeiros são poros de cimento hidratado, que são de dimensão reduzida, com dimensões próximos do nanómetro e independentes da relação água/cimento. Existem também os poros capilares com dimensões entre 10-2 e 10 μm, têm origem no excesso de água de amassadura. Por último, os poros de maior dimensão, com dimensões superiores a μm, que têm origem na granulometria do inerte e nos métodos de mistura e compactação [20].
2.3.2.4. Fluência
Designa-se por fluência o aumento progressivo no tempo da deformação das peças de betão armado quando sujeitas a tensões constantes de carácter permanente. Ao se sujeitar uma peça de betão a uma tensão constante com carácter de permanência, verifica-se que a deformação instantânea aumenta progressivamente ao longo do tempo de aplicação. Isto ocorre devido às variações volumétricas da pasta de cimento que contem os agregados [22]. A fluência é influenciada por vários factores, tais como o tipo de betão, tipo de cimento, estado higrométrico do ambiente, características das peças, idade do betão em que é aplicada a carga, valor das cargas aplicadas e varia ao longo do tempo [20].
Para betões da mesma classe de resistência, a fluência aumenta com a dosagem de cimento e com a razão A/C. Relativamente à influência do estado higrométrico, a fluência aumenta em ambientes mais secos e em peças de menor dimensão. Isto deve-se à maior ou menor dificuldade de secagem do betão que determina a sua contracção e é equivalente a um processo de retracção sob a acção de tensões [22].
Segundo Lynam, citado por Coutinho, a fluência ocorre devido a três mecanismos: escorregamento cristalino, movimento da água adsorvida pelos produtos de hidratação do cimento e escoamento viscoso ou ainda por um aumento da solubilidade dos constituintes o cimento, devido à tensão a que estão sujeitos [20].
2.3.2.5. Durabilidade
Na concepção de estruturas de betão deve-se procurar garantir que estas sejam duráveis, para além da sua resistência mecânica, a interacção da sua camada superficial com o meio ambiente é fundamental para o começo de processos que possam gerar degradação [23]. As propriedades que têm influência na durabilidade do betão, como a densidade, compacidade, porosidade, permeabilidade, capilaridade, fissuração e resistência mecânica são controlados através da quantidade de água no betão e na sua relação com a quantidade de ligante e determinam a qualidade do material e a sua duração. No entanto, as propriedades de transporte da camada superficial do betão, nomeadamente a permeabilidade, difusão e capilaridade, determinam a resistência deste a ambientes agressivos [18, 24].
Segundo Martins citando A. De Sousa Coutinho e Arlindo Gonçalves, o betão pode ser durável e manter o seu desempenho previsto para um determinado ambiente, mas não ser para outro ambiente diferente. Daí surge a importância de ajustar essas características de transporte da camada inicial ao ambiente em que o betão vai ser aplicado [18].
A temperatura também influencia a durabilidade do betão, assim o betão torna-se sensível a temperaturas elevadas, uma vez que estas podem provocar a desidratação dos constituintes do cimento. Também as baixas temperaturas têm efeitos negativos, sobretudo se forem inferiores a -5ºC. Estas podem provocar sucessivos ciclos de gelo e degelo da água existente nos poros do betão e causar a fadiga deste [18].
No entanto, o mecanismo de deterioração mais gravoso para o betão é de natureza química. Este é provocado pela acção de cloretos da água do mar ou de sais descongelantes, acção de sulfatos e de outros ambientes quimicamente agressivos. Para atenuar os efeitos agressivos provocados pela entrada destes agentes externos, deve-se reduzir a permeabilidade do betão. Para tal, pode tomar-se diversas medidas, como por exemplo, aumentar a dosagem de cimento ou limitar o quociente água-cimento [18].