Reparação e reforço estrutural de pilares em meio marinho

Descripción sistema

Moradia unifamiliar situada na costa maiorquina, a poucos metros do mar, com terraços apoiados em pilares de betão armado. Os pilares estão degradados devido ao ataque de sulfatos e cloretos que provocaram a oxidação das armaduras e a fissuração do betão que os revestia, pondo em risco a sua capacidade de carga.

Motivo da intervenção

Devido à agressividade do meio marinho, os 6 pilares de betão que suportam os terraços da moradia encontram-se extremamente deteriorados, com perda de betão e armaduras totalmente enferrujadas que ficaram expostas.
A perda de secção dos pilares põe em causa a sua capacidade de carga e exige uma intervenção urgente para repor a sua integridade e efetuar o reforço estrutural.

Desafios e condicionalismos

“A reparação e o reforço devem ser efectuados com técnicas e materiais que garantam uma elevada durabilidade num ambiente marinho agressivo.

Solução Molins

” Remoção do betão degradado e preparação do suporte.
” Libertação das armaduras e proteção com primário cimentício BETOPRIM.
” Reparação com argamassa de reparação estrutural resistente a sulfatos PROPAM® REPAR TECHNO SR.
” Reforço dos pilares com sistema de reforço em fibra de carbono PROPAM® CARBOCOMP, envolvendo os pilares com PROPAM® CARBOCOMP TEXTIL embebido em resina epoxídica BETOPOX® CARBO.
“Aplicação de resina epoxídica BETOPOX® 93 polvilhada com agregado de sílica fresca.
” Aplicação de uma camada de argamassa PROPAM® REPAR TECHNO SR como acabamento final dos pilares.

Execução

“1. preparação do suporte
Uma vez que a principal causa da degradação dos pilares é o ataque por cloretos (ver nota técnica), é particularmente importante efetuar uma preparação exaustiva do suporte e das armaduras.
Para este efeito, todo o betão degradado, esburacado e fissurado foi removido por meios mecânicos, até que a armadura enferrujada ficasse completamente exposta. A ferrugem foi removida e a armadura foi limpa com uma escova de aço.

“2) Proteção da armadura
Para assegurar a durabilidade da reparação e proteger a armadura contra o ambiente marinho, o primário cimentício de proteção da armadura BETOPRIM foi aplicado com um pincel de pelo curto em 2 demãos, assegurando a cobertura total da armadura.

“3) Restauração do betão removido
Antes de proceder ao reforço dos pilares com fibra de carbono, foi necessário restaurar o betão removido. A escolha da argamassa de reparação foi condicionada pela agressividade do ambiente marinho, pelo que se optou pela argamassa de reparação estrutural resistente aos sulfatos classe R4 segundo a norma UNE-EN 1504-3, PROPAM® REPAR TECHNO SR.
Esta argamassa de reparação permite aplicações até 50 mm de espessura numa única camada, pelo que foi aplicada, após molhar o betão do suporte até à saturação, com a ajuda de uma talocha e espátula, deixando os bordos dos pilares arredondados para facilitar a aplicação da fibra de carbono.

“Reforço em fibra de carbono
O SISTEMA PROPAM® CARBOCOMP foi utilizado para o reforço estrutural dos pilares. Concretamente, foi utilizado o tecido de fibra de carbono unidirecional PROPAM® CARBOCOMP TEXTIL, especialmente concebido para o reforço de elementos submetidos a compressão por confinamento, como é o caso dos pilares.
Sobre os pilares reparados com PROPAM® REPAR TECHNO SR e 7 dias após a sua aplicação, começou-se por aplicar a resina epoxi BETOPOX® CARBO com a ajuda de um rolo e com um consumo aproximado de 350 g/m2. Imediatamente após a aplicação e enquanto a resina ainda estava fresca, os pilares foram envolvidos com fibra de carbono PROPAM® CARBOCOMP TEXTIL, pressionando com um rolo rígido na direção das fibras para garantir a sua total impregnação com a resina e a remoção de possíveis bolsas de ar. As sobreposições entre as diferentes folhas de tecido foram de 20 cm.
Como revestimento final, foi aplicada uma nova camada de resina BETOPOX® CARBO com um consumo aproximado de 250 g/m2.

” 5. Aplicação da ponte de ligação epoxídica e do pó de agregado
Para permitir o acabamento dos pilares com uma argamassa de cimento, é necessário aumentar a rugosidade da superfície da armadura de fibra de carbono. Para o efeito, foi aplicado o ponte de união epoxídica de baixa viscosidade BETOPOX® 93 e polvilhado com areia de sílica limpa enquanto ainda estava fresco.

6. aplicação da camada de acabamento com argamassa de reparação resistente a sulfatos
Por fim, para manter o aspeto convencional dos pilares, foi aplicada uma última camada de argamassa de reparação resistente a sulfatos PROPAM® REPAR TECHNO SR sobre a superfície rugosa criada pela aplicação de areia sobre a fibra de carbono.

Nota técnica

A agressividade do meio marinho para as estruturas de betão armado
A água do mar contém sais em solução (35 g/l em média) que são principalmente cloreto de sódio e sulfatos.
A atmosfera das zonas de ambiente marinho contém concentrações elevadas de iões cloreto e sulfato que, transportados pela humidade elevada, penetram nos poros dos materiais de construção. A seguir, explicamos os ataques que causam às estruturas de betão armado.

Ataque de cloretos
É caraterístico de ambientes próximos do mar (a faixa dos primeiros 5 km de costa é considerada como ambiente de classe IIIa: área de classe de exposição marinha geral) ou de zonas de clima frio onde são utilizados sais de degelo (cloreto de sódio ou de potássio).

Os cloretos difundem-se através dos poros ou fissuras do betão até atingirem a armadura. O ataque dos cloretos é pontual (pitting) e provoca a corrosão do ferro da armadura, que pode afetar toda a secção da armadura. Além disso, como os sais de cloreto são higroscópicos, retêm a humidade no betão. A ferrugem formada tem um volume 2,5 vezes superior ao do ferro que compunha inicialmente a armadura, o que provoca a fissuração e a fratura do betão. A rutura do betão, para além da perda de secção resistente nos elementos portantes, facilita a continuação do processo de oxidação e, consequentemente, a degradação.

Para minimizar esta degradação, a EHE-08 (Instrução Espanhola de Betão Estrutural) estabelece teores mínimos de cimento e de relação água/cimento com o objetivo de fabricar um betão o menos poroso possível.

Ataque por sulfatos
Os sulfatos em contacto com o aluminato tricálcico (C3A) contido no cimento e com a água, reagem dando origem a sais de grande volume que se expandem no betão provocando a sua fissuração e rutura. Estes sais, designados por etringite, têm um volume 8 vezes superior ao dos produtos de partida.

A única forma de evitar esta reação em solos ou ambientes com presença de sulfatos é utilizar cimentos com baixo teor de aluminatos (resistentes aos sulfatos) como o cimento com o qual é formulado PROPAM® REPAR TECHNO SR.