PT733757E - Processo de proteccao contra os efeitos da oxidacao das armaduras embebidas numa massa de betao - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "PROCESSO DE PROTECÇÃO CONTRA OS EFEITOS DA OXIDAÇÃO DAS ARMADURAS EMBEBIDAS NUMA MASSA DE BETÃO” O invento respeita a um processo de protecção contra os efeitos da oxidação das armaduras activas embebidas numa massa de betão, podendo as ditas armaduras apresentar-se sob a forma de um conjunto de fios ou cordões dispostos numa bainha, e, ao mesmo tempo, também de colocação em evidência das imperfeições da calda de injecção (chochos, porosidades).

Ainda que o invento se destine à protecção de todo o tipo de armaduras numa massa de betão, o invento será descrito mais particularmente no quadro da protecção contra os efeitos da oxidação de armaduras ou do conjunto de armaduras tais como estas que se encontram nas obras de engenharia civil, edificadas segundo as técnicas ditas de pré--esforço e de pós-esforço.

Designa-se por betão pré-esforçado e/ou pós-esforçado uma tecnologia que permite conferir às vigas, lajes ou quaisquer elementos em betão, uma resistência própria suficiente para lhes permitir preencher a função que lhes compete.

Esta resistência própria é obtida pela colocação em tensão seja de fios, seja de barras de aço ou de cordões, com um limite de resistência muito elevado, na generalidade denominados armaduras activas. O esforço de tracção exercido para esticar estas armaduras é transferido para o betão que, por reacção, sofre um efeito de compressão. Os esforços normais e os momentos flectores assim criados equilibram as acções das cargas exteriores, obtendo-se, deste modo, a resistência solicitada.

As armaduras activas são de aços de alta resistência particularmente sensíveis às degradações pelo efeito da corrosão devida à acção do oxigénio. A protecção contra a corrosão dessas armaduras é tradicionalmente realizada cobrindo-as com argamassa, ou com calda de cimento. Neste último caso, as armaduras activas são cobertas com uma bainha contínua, muitas vezes constituída por folhas de aço, mas também de PVC, ou, mais recentemente, de polietileno de alta densidade. Esta bainha constitui a conduta que permite a injecção da calda protectora de cimento. A protecção das armaduras activas de pré-esforço por aderência é a conferida pelo betão de estrutura.

Em princípio, esta protecção deveria ser suficiente em relação à corrosão, uma vez que ela faz barreira à penetração do oxigénio do ar, assegura a estanquidade à água e, além disso, confere ao meio um pH básico impedindo o desenvolvimento da corrosão.

Numerosos factores, entre os quais as imperfeições de injecção ou, mais simplesmente, o inelutável fenómeno da física relativo ao encolhimento da argamassa ou das caídas de cimento, são responsáveis por uma protecção insuficiente ou imperfeita. Mesmo quando a protecção está assegurada numa percentagem elevada, a fraca percentagem de imperfeição é largamente suficiente para provocar as alterações por oxigenação das armaduras activas.

Estes defeitos de protecção, mesmo localizados e ao abrigo de uma renovação de ar, provocam mais cedo ou mais tarde problemas de corrosão. A luta contra o gelo e a neve, ao fazer-se a maior parte das vezes por espalhamento, por vezes em quantidades muito significativas, de cloreto de cálcio ou de cloreto de sódio, pode atingir as armaduras activas com contaminação pelo cloro, aproveitando um defeito do meio de cobertura. As condições físico-químicas favoráveis à corrosão podem facilmente tornar--se tais que, no íimite, se desenvolvem corrosões com ruptura das armaduras. A patologia descrita respeita tanto às pontes rodoviárias, como a qualquer tipo de construção pré-esforçada ou pós-esforçada.

Uma outra fonte de corrosão dos aços activos é constituída pela perda de carácter fortemente básico do meio que circunda os aços (argamassa, calda de cimento, betão) devido à carbonatação deste meio. O documento FR-A- 2 116 618 propõe um processo capaz de remediar os efeitos de oxidação das armaduras activas, sendo este termo tomado no seu sentido mais lato. Numa primeira etapa, fura-se na massa de betão um canal desembocando junto à armadura que deve ser protegida. Em seguida, injecta-se sob pressão, no canal, uma argamassa e/ou uma solução inibidora de corrosão, até à ressudação da mesma no exterior. A injecção é realizada utilizando uma bomba pneumática pulsatória, comandada por uma electroválvula de impulsões. Neste processo, prevê-se esvaziar previamente as bainhas das armaduras da água que elas contêm e secá-las com ar comprimido o que leva a supor que o meio circundante das armaduras está relativamente degradado (chochos, fissuras, etc.). .

No documento GB-A-1 480 718, é injectada uma argamassa de reparação para preencher os defeitos de porosidade nas estruturas tais como fissuras, fendas, etc. A injecção é obtida utilizando-se uma bomba de flutuação de pressão alternativa, obtida pelo movimento de um pistão num cilindro ("fluid hammering" ["martelamento de fluído"]). O invento é tal como expresso na reivindicação 1 e consiste, pois, em utilizar o processo tal como descrito no documento FR-A- 2 116 618, mas aplicando à solução inibidora de corrosão uma onda pulsatória de alta potência e com uma frequência tal que as ondas acústicas produzidas (ultra-sons) favorecem a penetração. A alta frequência está associada a um fenómeno inexistente no estado da técnica: as ondas acústicas de alta potência que são produzidas criam no liquido um estado de cavitação que permite desobstruir entradas que conduzem às microfissuras e interstícios. Além disso, as ondas acústicas produzidas no líquido põem a vibrar as microfissuras e interstícios que se abrem e se fecham em fase com a frequência da onda ultrasonora e, assim, permitem ao líquido progredir no meio constituído pela calda de cimento de protecção. A arte anterior descrita pelo documento FR-A-2 116 618 propõe um processo de reparação e de injecção de resinas, cimento, etc., nas bainhas de reforço, o qual, porém, é diferente do presente invento. Com efeito, ele supõe que as bainhas estejam seja danificadas, seja mal injectadas. Segundo o presente invento, a presença de defeitos tais como fendas, fissuras, chochos, etc., não é necessária e o líquido progride numa bainha mesmo perfeitamente injectada de calda de cimento. O líquido inibidor de corrosão, uma vez injectado na bainha, progride em primeiro lugar nas microfissuras e ao longo das armaduras. A integralidade da calda porosa de cimento é impregnada por capilaridade. O presente invento permite, assim, amplificar a difusão do líquido em causa nas microfissuras e interstícios do meio. Estes são extremamente pequenos (microscópicos) em relação a meros defeitos, tais como cavidades, fissuras, chochos, etc., dos quais é preciso distingui-los. Dito de outro modo, o líquido não é somente injectado nas cavidades que constituem defeitos do meio mas é igualmente injectado nas microfissuras que estão naturalmente presentes no cimento devido ao encolhimento deste aquando da aquisição de presa.

Numa forma de concretização particular e quando a armadura activa é circundada por uma bainha tal como utilizada em pré ou pós--esforço, fura-se o canal anteriormente citado, através da dita bainha, de tal modo que a solução inibidora de corrosão possa entrar em contacto com a armadura, ou com o conjunto de fios ou de cordões a proteger, e que posteriormente se injecte uma calda de cimento a fim de preencher os poros e os chochos da calda de injecção das bainhas.

Sempre segundo o invento, fura-se pelo menos um segundo canal desembocando junto à armadura a proteger a fim de controlar a progressão da solução inibidora ao longo da dita armadura respectivamente no interior da bainha anteriormente citada.

Outros detalhes e vantagens do invento ressaltarão da descrição que será feita de seguida. Esta descrição é feita apenas a título exemplificativo e não limitativo do invento. As referências referem-se às figuras em anexo. A figura 1 é uma vista esquemática duma instalação que ilustra o processo segundo o invento.

As figuras 2 e 3 mostram a uma escala maior um detalhe da instalação segundo a figura 1, adaptada à protecção de uma armadura embainhada. O processo ilustrado por estas figuras é caracterizado por várias etapas que serão descritas de seguida.

Nas figuras, a referência 1 designa uma viga em betão pré--esforçado. As armaduras 2 a proteger contra os efeitos da oxidação podem ser dispostas numa bainha que não foi explicitamente reproduzida na figura 1. Nas figuras 2 e 3 esta bainha é visível e é designada pela referência 3, e uma calda de cimento cobre as armaduras 2.

Numa primeira fase, fura-se através da massa de betão um canal 4 até à proximidade imediata das armaduras 2 e, quando está presente uma bainha, esta fu ração faz-se igualmente através desta bainha.

No canal 4 assim furado, injecta-se uma solução inibidora de corrosão à qual se aplica um campo pulsatório de alta potência.

Isto pode ser feito fazendo-se uso de um emissor ultra-sonoro de alta potência tal como uma bomba pulsatória alternativa.

Um emissor ultra-sonoro particularmente conveniente à aplicação do processo segundo o invento é conhecido pelo nome de "sonotrode" construído e comercializado pela sociedade S C P BISCORNET.

Está representada esquematicamente nas diversas figuras pela referência 5 uma bomba pulsatória alternativa de frequência elevada conveniente à aplicação do processo segundo o invento. Tal bomba é desenvolvida de modo a formar-se uma câmara estanque que permita colocar em compressão alternativa a solução inibidora de corrosão. O dispositivo conhecido pelo nome de "sonotrode" permite colocar a solução inibidora em sobrepressão e em depressão e isso com uma frequência suficientemente elevada para que seja obtido um efeito pulsatório do líquido. Este efeito pulsatório do líquido favorece a sua penetração nos interstícios e nas microfissuras presentes no betão próximo das armaduras a proteger. O emissor ultra-sonoro apresenta um tubo de injecção 6 equipado exteriormente com meios que permitem obter a estanquidade absoluta em relação ao canal 4 através do qual o líquido é injectado. A câmara de compressão leva, na figura 2, a referência 7. A solução inibidora penetra no emissor ultra-sonoro através da conduta 8, enquanto que o líquido de arrefecimento da câmara de compressão atinge o emissor ultra-sonoro através da conduta 10 e o líquido inibidor de corrosão do lado do reservatório de transbordamento 12 através da conduta 11. É necessária a circulação de um líquido de arrefecimento a fim de evitar um aquecimento e uma eventual degradação do líquido inibidor de corrosão.

No quadro do processo segundo o invento, tal como este está ilustrado na figura 1, nota-se que além dos canais 4 destinados à injecção do líquido inibidor de corrosão, se previu igualmente uma série de canais secundários 4'. Estes canais atravessam igualmente a bainha no interior da qual estão dispostas as armaduras.

Os canais 4' permitem controlar a progressão da solução inibidora ao longo das armaduras 2, respectivamente no interior da bainha 3.

Graças a esta disposição, é possível controlar continuamente o bom funcionamento do processo, observando a progressão da solução inibidora no interior do betão. O processo permite, pois, avaliar a porosidade da massa 13 da argamassa de injecção existente. No caso de se poder concluir que a dita calda é, quer inexistente, quer muito porosa, pode-se, após a injecção da solução inibidora, injectar através das condutas (4), e isso através de meios clássicos ou através do processo que se acabou de descrever, uma micro--argamassa à base de cimento. 0 invento não está evidentemente limitado à forma de execução acima descrita, podendo-se efectuar modificações desde que estas se enquadrem nas reivindicações anexas.

Porto, 24 de Setembro de 2001 O Mandatário

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Processo de protecção contra os efeitos da oxidação das armaduras activas (2) embebidas numa massa de betão (1), podendo as ditas armaduras apresentar-se sob a forma de um conjunto de fios ou de cordões dispostos numa bainha (3), colocando em evidência as imperfeições da calda de injecção e compreendendo, numa primeira etapa, a perfuração, na massa de betão, de um canal (4) desembocando junto à armadura que deve ser protegida, de seguida, a injecção no dito canal de uma solução inibidora de corrosão, à qual se aplica uma onda pulsatória de alta potência destinada a fazê-la penetrar, caracterizado por a dita onda pulsatória de alta potência ser produzida por uma bomba pulsatória alternativa (5) de frequência suficientemente elevada para provocar um efeito de pulso na dita solução criando ultra-sons, enquanto coloca a dita solução sob pressão.
2. 2. Processo segundo a reivindicação 1, caracterizado por se furar o citado canal (4) através da bainha (3) que envolve a armadura activa de tal modo que a solução inibidora de corrosão possa entrar em contacto com a dita armadura activa (2).
3. 3. Processo segundo a reivindicação 2, caracterizado por se furar pelo menos um segundo canal (4') desembocando junto à armadura a proteger, através da bainha, a fim de controlar a progressão da solução inibidora ao longo da dita armadura, respectivamente no interior da citada bainha.
4. 4. Processo segundo qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a calda de injecção ser injectada para preencher as imperfeições na bainha que envolve a armadura activa, logo que seja completada a injecção de solução inibidora de corrosão.
5. 5. Processo segundo qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a bomba pulsatória alternativa (5) ser um emissor ultra-sonoro de alta potência.
6. 6. Processo segundo qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se introduzir em cada um dos citados canais destinados à injecção da solução inibidora, um tubo (6) solidarizado intimamente, seja à parede do canal, seja à citada bainha.
7. 7. Processo segundo qualquer uma das reivindicações 5 a 6, caracterizado por a aplicação da onda pulsatória de alta potência à solução inibidora de corrosão penetrar nas microfissuras e nos interstícios presentes na massa de betão. Porto, 24 de Setembro de 2001 O Mandatário

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