Como qualquer material, o betão armado evolui-o desde a primeira utilização, quer ao nível da composição, processos construtivos, da regulamentação, etc. Através dos regulamentos percebe-se a evolução do termo durabilidade que só ganha relevo em 1990 quando é publicado a ENV 206, pois são aprofundados os conceitos de durabilidade do betão (a uma maior diferenciação dos vários tipos de ambientes e os correspondentes requisitos de durabilidade mais coerentes e apropriados) (3). Percebe-se então que a durabilidade durante muitos anos foi posta de parte, devido a ideia que o betão armado possuía uma duração interminável e também ao critério de fabricação do betão, na altura,
6 Os minerais não têm tempo suficiente para desenvolverem-se, ou seja, não são vistos à vista
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ser baseado na resistência. As principais diferenças entre o betão “atual” e “antigo”, e as razões para as quais se pensava que o betão tinha uma duração infinita são (13) (14):
É notória uma degradação imprevisível nas estruturas de betão armado um pouco por tudo a parte do mundo. Nos países industrialmente desenvolvidos, estimam-se que aproximadamente 40% do total dos recursos da indústria da construção são aplicados em reparações e manutenções das estruturas existentes (12). É de referir também que nos Estados Unidos da América, metade das 575000 pontes estão afetadas pelo problema da corrosão, sendo que 40% destas apresentam anomalias estruturais e que os custos de reparação chegam aos 50 biliões de dólares (15).
Betão “antigo”
Betão e ligantes de baixas resistências.
Peças com grandes dimensões (secções).
Recurso a maiores dosagens de cimento.
Recobrimentos com maiores dimensões.
Colocação cuidadosa do betão. Meio ambiente menos poluído.
Betão armado com maior duração
Betão ”atual”
Peças de menores dimensões (secções). Aumento da quantidade de armadura ->
maior dificuldade na passagem e acomodação do betão fresco -> Utilização de sobre dosagens de água e de elementos finos.
Recobrimentos com menores dimensões. Utilização de pré-esforço em secções de
menores dimensões e com aço sujeito a tensões elevadas.
Meio ambiente mais poluído.
Utilização de adjuvantes e aditivos de efeitos desconhecidos.
A elevada alcalinidade deixou de ter a eficácia (proteção das armaduras) que tinha no início da utilização do betão. Verificou-se que o betão envelhecia e que
necessitava de manutenção.
Betão armado menos durável -> levando ao aparecimento do conceito durabilidade
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Em Portugal após a tragédia de Entre-os-Rios, a Estradas de Portugal7 realizou 3200 inspeções a um total de 4800 estruturas a cargo desta empresa pública, onde foram detetados problemas estruturais em 170 pontes, viadutos e outros tipos de passagens (superiores, inferiores, passagens hidráulicas, passagens agrícolas e passagens de peões), sendo que 20 dos casos detetados exigiram mesmo uma intervenção imediata e perto de 40 foram detetados nas inspeções de 2009. Os responsáveis das Estradas de Portugal asseveram que as anomalias detetadas não colocavam em causa questões de segurança, ou seja, são problemas estruturais que estão controlados (16).
Um dos casos mais recentes é o da ponte do IP3 que liga Mortágua e Santa Comba Dão, em que esta se apresenta num estado próximo da rotura, devido ao estado de degradação dos pilares (Figura 3). Projetada para um tempo de vida mínimo de 50 anos, a ponte teve de, acordo com alguns especialistas, defeitos graves na sua construção e conceção, uma vez que alcançou apenas cerca de 70% dessa duração (17).
Figura 3 – Degradação de um dos pilares da Ponte de Chamadouro no IP3 (17)
Por causa das várias anomalias detetadas nas estruturas com poucos anos de vida, surge uma nova variável que é a durabilidade.
2.2.2. Durabilidade
A durabilidade de uma estrutura consiste na sua capacidade em cumprir os requisitos para o qual foi projetada (a nível de segurança, estética e funcionalidade) durante o período de vida previsto, sem recorrer a custos de manutenção e reparação não previstos. É de acrescentar que o termo durabilidade não significa uma vida útil ilimitada e, nem significa que o betão consegue resistir a qualquer ação, quer seja uma ação física, química ou mecânica (10).
Definindo “desempenho” como a capacidade de uma estrutura satisfazer os fins para que foi projetada, sob todos os pontos de vista (segurança, estética e funcional), é de opinião geral que, devido aos efeitos complexos do meio ambiente sobre as estruturas e de todas as reações que isso envolve, a melhoria do desempenho ao longo da vida não
7 A EP - Estradas de Portugal, S.A. é uma sociedade anónima de capitais públicos detida na sua
totalidade pelo Estado Português, que tem como missão o financiamento, projeto, construção, conservação, exploração, requalificação e alargamento das vias a nível nacional
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pode ser apenas obtida pelo aumento da qualidade dos materiais usados. Para que isso aconteça tem de se atuar em diferentes vertentes: em fase de projeto de estrutura e arquitetura, a nível de processos de execução da obra e nos procedimentos relativos à inspeção e manutenção (18).
Define-se “Deterioração” como qualquer modificação que altere as propriedades mecânicas, físicas ou químicas, à superfície ou no interior do betão.
A durabilidade e as consequências ao nível do desempenho de uma estrutura de betão armado estão dependentes principalmente da interligação de quatro fatores (Figura 4):
projeto de estruturas materiais
execução cura
Figura 4 – Conceitos de durabilidade e desempenho de uma estrutura de betão e as suas inter-relações, adaptado de (18)
A deterioração das estruturas de betão depende muito da interligação dos fatores anteriormente apontados, pois são eles que vão determinar a qualidade da estrutura de betão. Se os quatro fatores foram tidos em conta, de certeza que se irá obter uma estrutura de boa qualidade, ou seja, obter uma rede de poros praticamente bloqueada (ligação quase nula entre poros), o que vai dificultar os mecanismos de transporte das substâncias prejudicais ao betão (gases, água e agentes agressivos dissolvidos em água), logo os processos de deterioração do betão e das armaduras vão demorar a acontecer.
Torna-se então necessário classificar e avaliar cuidadosamente o meio ambiente (agentes agressores) onde a estrutura está inserida, bem como ter um profundo
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conhecimento da estrutura e betão utilizado, de forma a obter-se informações sobre a durabilidade e desempenho.
Os agentes agressores como a reação álcalis-agregado, os ácidos, sulfatos e o gelo/degelo, concentram os seus ataques nos elementos resultantes da hidratação do cimento. A reação álcalis agregados e os sulfatos causam normalmente expansões no betão e o ataque ácido provoca a destruição da microestrutura resultante da hidratação do cimento (desagregação do betão).
Em relação ao dióxido de carbono e os iões Cl-, estes são normalmente associados a corrosão das armaduras, pois criam condições para que a pelicula passiva que envolve as armaduras seja destruída. O dióxido de carbono através da carbonatação e os iões cloreto devido ao teor crítico. Para ocorrer o processo de decomposição das armaduras são necessárias condições satisfatórias de humidade e oxigénio.
Devido aos vários problemas que o betão-armado tem enfrentado ao nível da durabilidade, é evidente que será um importante desafio para os engenheiros do futuro o aprofundar de conhecimentos nesta matéria. Nesta variável tem grande relevância os processos de deterioração, como a corrosão das armaduras, os ataques dos sulfatos e as reações álcali-agregado, porque são causadores de grandes danos nas estruturas (19).