E XPOSIÇÃO AMBIENTAL

O ambiente onde a estrutura se insere exerce uma enorme influência na sua durabilidade. É o local de construção da estrutura e as interações entre esta e os agentes presentes neste meio ambiente que determinam a deterioração do betão e a corrosão das armaduras, afetando a durabilidade da estrutura. Conforme o ambiente onde a estrutura está inserida, podem existir diferentes fatores ambientais que afetam a sua durabilidade, como a humidade relativa, a temperatura, o vento, a agressividade da água, a poluição do ar, etc. (Figura 2.6). Alguns destes fatores, nomeadamente a temperatura, a humidade relativa e o vento atuam tanto no betão fresco como no betão endurecido, podendo originar retração do betão, aparecendo tensões que causam a fissuração do betão, beneficiando a entrada de agentes agressivos como já referido na secção anterior.

Figura 2.6 – Exemplos de agentes agressivos [28].

A capacidade destes fatores poderem combinar-se, além de atuarem isoladamente, aumenta de forma significativa o ataque à estrutura, aumentando a sua degradação. Um exemplo disso é o caso das subidas de temperatura que intensificam as reações na estrutura e a correspondente velocidade de

degradação da mesma. O betão comum de cimento Portland não é capaz de absorver as deformações provocadas pelas variações térmicas. Assim, variações de grande amplitude térmica provocam retração no betão, dando origem aos tais esforços de tração que originam fissuração. O vento e a radiação solar influenciam na temperatura interior do betão [34]. Outro exemplo é a relação entre a presença de dióxido de carbono que conduz à carbonatação do betão de recobrimento e a humidade relativa. A humidade relativa tem efeitos diferentes nas armaduras conforme o efeito do dióxido de carbono no betão de recobrimento, isto é, se este ainda não está carbonatado ou se, pelo contrário a carbonatação já despassivou as armaduras encontrando-se estas em processo de corrosão (na realidade, a velocidade de carbonatação é máxima em ambientes com humidades relativas de 50-70% [29]). Sendo algumas das características do ambiente relativamente fáceis de determinar por processos comuns (temperatura, humidade relativa do ar, etc.), é possível considerar-se, erroneamente, que a determinação da exposição ambiental de uma estrutura é algo banal e menosprezar o seu efeito. Contudo, para caracterização da agressividade do ambiente a que está exposto um determinada estrutura é necessário ter em consideração não só a humidade e temperatura, como também os contaminantes que interferirão no ataque ao betão e às armaduras, como os cloretos, o dióxido de carbono, sulfatos, etc. [21].

É preciso ter em conta ainda que além da definição do macro ambiente geral onde a estrutura se insere é preciso identificar os microambientes diferentes para cada secção/membro da estrutura, podendo estes variar consideravelmente.

Exemplificando, no local de exposição (macro ambiente) podem identificar-se as condições: • de agressividade do meio ambiente, destacando-se:

existência de água do mar;

existência de agentes de remoção de gelo; possibilidade de ataque químico.

• temperatura / humidade os ciclos de gelo/desgelo; os ciclos de molhagem/secagem,

clima tropical (aproximadamente, cada subida de 10ºC duplica a taxa de corrosão).

Identificado o macro ambiente, para cada secção/membro da estrutura define-se o seu microambiente próprio, por exemplo:

• ambiente marinho (Figura 2.7 e Figura 2.8): submerso;

zona de maré;

zona de rebentação das ondas; zona atmosférica.

• orientação geográfica:

N-S-E-O, orientada à terra ou ao mar. • orientação da superfície

empoçamento (retenção de água); condensação;

protegido da molhagem; zonas de cantos e curvas.

Figura 2.7 e Figura 2.8 – Mecanismos de degradação em diferentes secções da estrutura [28] [35].

A sistematização das condições ambientais, de forma a facilitar a aplicação de requisitos de durabilidade, é prática constante nos diversos regulamentos, destacando-se a norma portuguesa NP EN 206-1, que define grupos de exposição ambiental conforme o agente agressivo e determina classes de exposição ambiental associadas às estruturas. Esta norma e as suas classes de exposição são assunto a ser apresentado de forma explícita nos capítulos seguintes deste trabalho.

Os processos ambientais podem fazer com que cloretos, oxigénio, humidade ou dióxido de carbono penetrem no betão de recobrimento e eventualmente levar à ocorrência da corrosão das armaduras. À medida que o aço corrói ele aumenta de volume provocando fissuras, manchas de fissuras e fragmentação do betão de recobrimento. O problema é generalizado a todas as formas de estruturas de betão, em todos os países.

Já foi visto que o betão é um material poroso, e como tal absorve água do meio ambiente e armazena-a no interior da estrutura. Sendo esta capacidade de retenção de água maior que a capacidade de a perder, o betão, em geral, tem maior humidade que o meio onde se insere, podendo obter água tanto no caso de chuva como da própria humidade relativa do ar. A humidade ambiental interfere em todos os processos de deterioração do betão e corrosão das armaduras na medida em que faz variar a humidade dentro do próprio betão [21].

Relativamente às substâncias agressivas que podem estar presentes n humidade são sobretudo o dióxido de carbono, que provoca a carbonatação do betão, o oxigénio que é necessário na corrosão das armaduras, os cloretos que promovem a corrosão das armaduras, os ácidos que atacam o cimento, os

sulfatos que podem reagir expansivamente com o cimento e os álcalis que podem reagir com os inertes também de um modo expansivo [21]. Alguns desses processos básicos de deterioração são apresentados, com detalhe, mais à frente

As estruturas de betão estão inseridas em diversos ambientes e em contacto com diferentes agentes agressivos. É fundamental que a identificação das condições de exposição ambiental e definição das correspondentes ações ambientais seja desenvolvida na fase de projeto da estrutura, atendendo à severidade do meio. É preciso levar em consideração que nada dura para sempre, deteriorando-se cada material ao seu ritmo próprio, sendo esta deterioração dependente das condições de exposição ambiental identificadas.