Risikovillighet som integrert del av AT og OBL

A erosão é um fenómeno que origina um desgaste na superfície do betão e é normalmente dividido em duas categorias: erosão por abrasão e por cavitação.

A erosão por abrasão é normalmente considerada como o atrito seco, ou seja, é devido ao deslizamento, a percussão (embate, choque, pancada) ou a fricção constante (10). O desgaste por abrasão é o que sucede nos pavimentos industriais ou rodoviários devido ao tráfego de veículos, ou nos passeios pelos peões. A abrasão também acontece nas estruturas hidráulicas, ou seja, quando um fluido se desloca a elevada velocidade e contem partículas solidas em suspensão. Este tipo de erosão acontece em pilares de pontes, em canais regularização de cursos de água, barragens, etc...

A erosão por cavitação acontece quando um fluxo de água, que se desloca com elevada velocidade e sem partículas solidas suspensas, e num determinado local, a sua velocidade ou direção são alteradas bruscamente, a pressão estática iguala a pressão de vapor, e surgem bolhas de vapor. Estas bolhas de vapor vão entrar colapso ou implodir quando a pressão estática exceder novamente a pressão de vapor. Esta implosão poderá causar elevados impactos sobre a superfície do betão (picadas).

2.4.2.7. Fogo

Em comparação com outros materiais (madeira, vidro e plastico), o betão tem mostrado um bom histórico no que diz respeito à exposição a temperaturas elevadas (fogo). É considerado um material incombustível e não produz fumos toxico quando exposto a elevadas temperaturas. A reação do betão ao fogo depende de vários fatores, como é o caso da composição, pois a pasta de cimento encontra-se num estado hidratado

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e em contacto com o calor, decompõe-se. O mesmo pode suceder-se com os agregados. O aço exposto a temperaturas elevadas expande-se excessivamente, perdendo resistência e tende a deformar-se, causando danos no betão (fendas). Em zonas onde há muita concentração de armaduras ocorrem destacamentos explosivos.

A resistência do betão armado ao fogo não depende só das propriedades do próprio material, mas também da distância a que as armaduras estão da superfície do betão (recobrimento) e de revestimentos superficiais como é o caso do gesso (em contacto com temperaturas elevadas, liberta água).

2.4.3. Processos Químicos

A durabilidade do betão é afetada pelo ingresso de substâncias agressivas, pois podem originar vários tipos de deterioração por interagir com os minerais dos agregados ou com os componentes da pasta de cimento. No entanto as substâncias podem já estar presentes no betão, provenientes dos agregados, dos cimentos ou da água utilizada na amassadura. O ingresso ou a movimentação dessas substancias no interior do betão depende da estrutura porosa, do tipo de cimento utilizado e das condições de cura.

Um dado essencial para que as reações químicas se desenvolvam no interior do betão é a presença de água em qualquer estado (liquido ou gás). De um modo geral, o ataque químico ao betão desenvolve-se por meio de decomposição dos componentes de hidratação do cimento e na formação de novos compostos que, no caso de serem solúveis, podem ser lixiviado para o exterior do betão e, no caso de não serem solúveis, estes podem causar perturbações no interior do betão. Os efeitos das reações no interior do betão podem levar muitos anos a tornarem-se visíveis, devido à velocidade de ingresso ser normalmente reduzida.

2.4.3.1. Ataque Ácido

Os ácidos são prejudiciais ao betão, pois dissolvem os componentes mais solúveis da pasta de cimento, formando novos compostos, nomeadamente sais de acordo com o ácido atacante, ou seja, a estrutura cristalina é destruída. A reação entre um ácido e uma base (hidróxido de cálcio) origina um sal. Os cimentos portland são mais vulneráveis a ataques, devido a elevada concentração de elementos de cálcio (hidróxido de cálcio, silicato de cálcio hidratado e o aluminato de cálcio hidratado), mas importa realçar que todos os componentes são alvos do ataque. Dos vários elementos de cálcio o mais vulnerável é o hidróxido de cálcio, pois é o responsável pela elevada alcalinidade do betão. O agregado calcário também é vulnerável.

A chuva ácida, que é constituída principalmente por ácido sulfúrico e nítrico, e apresenta um pH entre 4,0 e 4,5, pode originar desgaste na superfície em contacto com a chuva (10).

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2.4.3.2. Ataque de Sulfatos

O ataque de sulfatos (magnésio, sódio, potássio e cálcio) é normalmente dividido em duas origens, ou seja, interna (presentes no betão) ou externa (provêm do exterior). No caso dos sulfatos de origem externa, estes estão presentes no mar, solos ou águas subterrâneas. Os sulfatos difundem-se pela rede porosa e vão reagindo principalmente com hidróxido cálcio, aluminato de cálcio, ferrite e silicatos de cálcio hidratados. No caso de existir fendas, estas tornam-se zonas de fácil acesso ao interior do betão. Das reações normalmente forma-se a etringite (sulfoaluminato)9e em menores quantidades o gesso. A etringite em contato com água torna-se muito expansiva, causando fissuração e desintegração. O aparecimento de fissuras promove a penetração de agentes agressores. A formação retardada de etringite (delayed ettringite formation- DEF) é visto com um ataque interno de sulfatos.

2.4.3.3. Ataque Álcalis-Agregado

É uma reação química que ocorre entre os certos tipos de minerais reativos dos agregados com os iões alcalinos (iões de sódio e potássio) presentes no cimento. Geralmente é considerada a existência de 2 tipos de ataque:

 Reações álcalis-sílica (RAS)  Reações álcalis-carbonato (RAC) Reações álcalis-sílica

A reação alcalis-sílica é a mais comum e só ocorre na presença de água. A presença de álcalis no betão é muito reduzida (presença reduzida no cimento), mas estes podem difundir-se do exterior para o interior do betão. As formas reativas de sílica são: opala (amorfa), obsidiana (vidro vulcânico), cristobalita (polimorfismo do quartzo) calcedónia (uma variedade criptocristalina do mineral de quartzo), e tridimita (cristalina).

A reação desencadeia-se quando as formas de sílica reativa presentes nos agregados são atacadas pelos iões alcalinos (Na+ e K+), que estão presentes na solução aquosa contida nos poros. Desta interação é formado um gel de silicato alcalino, que em contato com água expande-se, causando fissuras irregulares. Normalmente as fissuras em termos de espessura apresentam valores entre 0,1 e 10 mm (o valor máximo é atingido em situações graves) e em profundidade podem alcançar os 25 mm (10). A evolução do fenómeno pode causar destacamentos.

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Reações álcalis-carbonato

A RAC é uma reação entre os agregados dolomíticos argilosos (não existentes na RAM) e os hidróxidos alcalinos contidos na solução aquosa dos poros. Desta reação resulta a calcite (CaCO3) e brucite (Mg(OH)2). A expansão acontece devido a absorção de água pelos minerais argilosos. O fenómeno é evidenciado pela formação de zonas de reação em volta do agregado de aproximadamente 2 mm de largura. A fissuração desenvolve-se no seio da zona de reação, originando redes de fissuras, que provocam a perda de ligação entre a pasta de cimento e o agregado(10).