Modelos para estimativa do grau de saturação do concreto em função das condições meteorológicas de dois macro ambientes distintos e sua contribuição na estimativa de vida útil de projeto

Abstract

A garantia da durabilidade de elementos estruturais de concreto armado sujeitos a condições ambientais de severa agressividade apresenta-se como uma das principais dificuldades enfrentadas pela cadeia da construção civil. Dentre os mecanismos de deterioração de estruturas de concreto, destaca-se a corrosão das armaduras decorrente da despassivação provocada pela penetração de agentes agressivos, como o caso dos íons cloreto. A estimativa de vida útil de elementos de concreto armado surge como uma temática fundamental na avaliação da vida útil, na definição de intervenções, manutenções ou mesmo nas situações de projeto de novas estruturas. Embora outros processos resultem na penetração de íons cloreto no concreto, é praticamente consenso que a difusão é o mecanismo predominante. Um modelo clássico de modelagem da penetração de cloretos é a 2a Lei de Fick, na qual a difusibilidade do concreto é um fator fundamental. Guimarães (2000) demonstrou que o grau de saturação (GS) do concreto é um parâmetro que exerce forte influência sobre o coeficiente de difusão de cloretos. Embora tenham sido desenvolvidas metodologias de medição do GS, estas se apresentam onerosas em termos de tempo e recursos financeiros. O objetivo deste trabalho é apresentar estimativas do grau de saturação do concreto com base nas condições ambientais a que o material é exposto e posteriormente analisar a influência deste parâmetro na avaliação da estimativa de vida de elementos estruturais. São utilizados dados meteorológicos e medições do GS obtidas em duas regiões litorâneas (Rio Grande, Brasil e Santa Pola, Espanha). Busca-se com este trabalho, obter estimativas do grau de saturação a partir das variáveis ambientais e avaliar a variabilidade do grau de saturação do concreto, permitindo contribuir para a avaliação probabilística da durabilidade de elementos estruturais de concreto armado. Obtiveram-se modelos de estimativa de GS para todas as famílias de concreto estudadas, para cada ambiente, e também para ambos os ambientes em conjunto. Através da análise probabilística pode-se constatar a grande influência do modelo de GS utilizado na estimativa de vida útil, comprovando a necessidade da correta utilização deste parâmetro.The assurance of the reinforced concrete structural elements durability subjected to ambiental conditions of severe aggressiveness it is one the majors difficulties that the civil engineer find. Among the damage mechanisms of concrete structures, the corrosion of steel reinforcement deserves a better attention. This process happens because of the depassivation, caused by the penetration of aggressive agents, as the case of the chloride ions. The estimate of useful life of the elements of the reinforced concrete appears like one of the fundamentals thematics in the avaliation of the residual useful life, in the definitions of interventions, maintenance or even in the situations that a new structure design is necessary. Although other process results in the penetration of chloride ions in the concrete, the consensus is that the diffusion is the predominant mechanism of this process. A classical model of chloride penetration is the 2nd Fick’s law in which the diffusion in concrete is the fundamental factor. Guimarães (2000) showed that the saturation degree is one parameter that exerts a high influence in the chloride diffusion coefficient. Although new methods of GS measuring have been created, they are expensive in terms of time and financial resources. The aim of this research is to show estimates of the concrete saturation degree based on ambient conditions that the material is exposed and furthermore to analyze the influence of this parameter in the estimate of useful life in the structural elements. This research utilizes meteorological and GS data from two coastal areas (Rio Grande, Brazil and Santa Pola, Spain). The study will also provide estimates of the saturation degree from ambiental variables and measure the saturation degree variation, which will provide a contribution to the probabilistic measure of the durability elements in reinforced concrete structures. Were obtained models for GS estimation for all concrete families studied, for each environment, and also for both environments together. Through the probabilistic analysis, we can verify the great influence of the GS model used in the estimation of useful life, demonstrating the necessity of the correct use of this parameter.