Análise do Comportamento de Juntas de Betonagem
André Marques Borges
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Civil
JURI:
Presidente: Professor Jorge Manuel Caliço Lopes de Brito
Orientador: Professor João Paulo Janeiro Gomes Ferreira
Vogais: Professor Augusto Martins Gomes
Novembro de 2008
UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA
INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM RESUMO
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL i
RESUMO
Segundo BUSSEL & CATHER (1995), a obtenção duma resistência mecânica adequada ao longo da
junta, será sempre um aspecto importante a ter em conta aquando da sua execução. Esta poderá
estar sujeita praticamente a qualquer tipo de esforços. No entanto, é-lhe exigido, que seja capaz de
resistir sobretudo a esforços de tracção, compressão e corte BUSSEL & CATHER (1995).
O objectivo deste trabalho consiste na avaliação do comportamento mecânico à tracção de diversos
tipos de juntas, através dum programa experimental. As diversas juntas foram obtidas através de
diferentes tratamentos ao nível da sua interface. No final pretende-se ter disponível uma linha
orientadora para a execução de tratamentos eficazes. As soluções estudadas centraram-se em
soluções de uso corrente em obra, tais como a escovagem da superfície da junta, a escarificação da
superfície através de martelo pneumático, com e sem pré-humedecimento da junta, o recurso a redes
de metal distendido bem como o uso de agentes ligantes à base de resinas epóxidas.
Nas juntas de betonagem horizontais, a escarificação da superfície da interface, seguido da aplicação
dum ligante artificial, foi o método para a criação de juntas de betonagem que apresentou melhores
resultados. O recurso a uma rede de metal distendido também se apresentou como uma solução
eficaz. Os factores com mais influência para a elaboração duma junta com um bom comportamento
mecânico, são a criação duma rugosidade adequada na interface, o recurso a redes de metal
distendido ou a agentes ligantes artificias para promover a união dos betões de diferentes idades.
Palavras-chave: Junta de betonagem; aderência; escarificação do betão; escovagem do betão;
resinas epóxidas; rede de metal distendido;
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM ABSTRACT
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL iii
ABSTRACT
“Construction joints are discontinuity surfaces between concrete of different ages, usually horizontal or
with a slight slope, which should be implemented and treated …, to ensure the integrity of the
structure.” (Diário da República - I - Série B - Portaria 246/98 de 21 de Abril, 1998 ).
According to BUSSEL & CATHER (1995), obtaining an adequate mechanical strength along the
construction joint is an important aspect to be taken into account in its preparation. The joint may be
under any type of strength. However, it is only required that the joint and the reinforcement material
resist tensile and shear stresses.
The main purpose of this dissertation is to assess the tensile strength of various construction joints,
through an experimental program. The various joints were obtained according to preparation methods
of the substrate surface. In the end, it is intended to have a guiding line for an adequate substrate
surface for the joint.
The use of a chipped hammer to make the chipping of the joint surface, followed by the use of an
epoxy-based bonding agent was the surface treatment that provided the best bonding results in the
area of horizontal construction joints. The use of an expanded metal mesh was also an effective
solution. The factors that most influenced the establishment of an adequate construction joint,
characterized by a good tensile strength behavior, were the roughness of the substrate surface, the
use of an expanded metal mesh and the use of an epoxy-based bonding agent.
Key-words: Concrete joint; bonding; chipping the concrete surface; wire-brushing of the concrete
surface; epoxy-based bonding agent; expanded metal mesh;
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM AGRADECIMENTOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL v
AGRADECIMENTOS
Para a realização desta dissertação, tive o apoio de inúmeras pessoas sem as quais esta dissertação
não seria uma realidade. Em primeiro lugar e desde já, tenho que agradecer ao Professor João
Ferreira, meu orientador científico para a realização da dissertação, pela constante disponibilidade e
interesse demonstrado, conselhos úteis transmitidos, auxílio prestado para a elaboração do trabalho
experimental e pela ajuda demonstrada para a obtenção de materiais bibliográficos.
Gostaria também de prestar o meu profundo agradecimento ao Sr.º Leonel Silva, funcionário do
Laboratório de Construção do Instituto Superior Técnico, pelo incansável auxílio prestado na
realização do programa experimental, preocupação demonstrada e conselhos transmitidos.
O meu agradecimento ao Eng.º António Sarzedas e ao Engenheiro João Gaspar, funcionários da
empresa TEIXEIRA DUARTE – ENGENHARIA E CONSTRUÇÕES, S.A., pela abertura demonstrada
e pela possibilidade que me foi concedida de prestar um acompanhamento constante à obra Villa
Park na Amadora, a fim de ter conhecimento da prática associada à elaboração de juntas de
betonagem, bem como pela cedência de redes de metal distendido para o programa experimental.
Ao Eng.º João Couto e ao Eng.º Miguel Alves, funcionários da empresa EDIFER CONSTRUÇÕES
S.A., pela possibilidade que me foi concedida para efectuar algumas visitas à obra do parque de
estacionamento P1 em Tróia, a fim de ter conhecimento da prática associada à elaboração de juntas
de betonagem.
Quero agradecer ao Sr.º João Novais, funcionário da empresa de fornecimento de betão pronto,
UNIBETÃO – INDÚSTRIAS DE BETÃO PREPARADO, S.A., que amavelmente se disponibilizou em
garantir o fornecimento de betão para a realização da betonagem das diferentes lajetas de betão.
Quero agradecer também ao Professor Doutor Eduardo Júlio, pela disponibilização da sua tese de
Doutoramento sobre “A Influência da Interface no Comportamento de Pilares Reforçados por
Encamisamento de Betão Armado”, e pelos diversos artigos científicos publicados e da sua autoria,
que foram extremamente úteis para o desenvolvimento da presente dissertação.
Agradeço ao Professor João Correia pela ajuda demonstrada na angariação de obras para a
realização de visitas às mesmas, a fim de me ser possibilitado um contacto directo da prática da
construção civil referente às juntas de betonagem.
Gostaria de agradecer à Eng.ª Inês Flores Colen pela cedência de materiais para a realização dos
ensaios de pull-off, bem como ao Sr.º Fernando, funcionário do Laboratório de Construção do Instituto
Superior Técnico pela ajuda prestada para a realização dos ensaios de pull-off.
AGRADECIMENTOS COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
vi DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Aos meus amigos de sempre, pelas minhas muitas ausências.
Em último lugar, mas não menos importante, quero também agradecer a todos aqueles que me
acompanharam durante a realização deste trabalho, salientando os meus Pais, o meu irmão, pela
ajuda e companhia demonstrada e sem os quais a realização deste trabalho não teria sido possível.
Aos meus Pais quero exprimir sobretudo todo o meu reconhecimento pela ajuda e interesse
incansável da sua parte. Um obrigado à minha família por todo o apoio prestado.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM ÍNDICE
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL vii
ÍNDICE
CAPÍTULO 1 ‐ INTRODUÇÃO ...................................................................................................................... 1
1.1. JUNTAS DE BETONAGEM ................................................................................................................................ 1
1.2. OBJECTIVOS DO TRABALHO DE INVESTIGAÇÃO .................................................................................................... 4
1.3. PLANEAMENTO DO TRABALHO DE INVESTIGAÇÃO E ORGANIZAÇÃO DA DISSERTAÇÃO ................................................. 5
CAPÍTULO 2 ‐ JUNTAS DE BETONAGEM ..................................................................................................... 8
2.1. OBJECTIVOS DAS JUNTAS DE BETONAGEM ......................................................................................................... 8
2.2. ORIENTAÇÃO DAS JUNTAS DE BETONAGEM ....................................................................................................... 9
2.3. LOCALIZAÇÃO DAS JUNTAS DE BETONAGEM NUMA PEÇA DE BETÃO ...................................................................... 11
2.4. PROCESSOS CONSTRUTIVOS DAS JUNTAS DE BETONAGEM .................................................................................. 14
2.5. TRATAMENTOS UTILIZADOS NA INTERFACE DA JUNTA DE BETONAGEM ................................................................... 20
2.6. COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS JUNTAS DE BETONAGEM .............................................................................. 23
CAPÍTULO 3 ‐ A INFLUÊNCIA DE ALGUNS TRATAMENTOS DA INTERFACE DA JUNTA DE BETONAGEM NA
SUA RESISTÊNCIA MECÂNICA ....................................................................................................................... 26
3.1. A RUGOSIDADE DA SUPERFÍCIE DA INTERFACE ................................................................................................. 26
3.1.1. Superfície da interface preparada com escova de pêlos de aço .......................................................... 28
3.1.2. Superfície da Interface Picada com Martelo Pneumático ................................................................... 29
3.2. PRÉ‐HUMEDECIMENTO DA INTERFACE DA JUNTA ............................................................................................... 30
3.3. SUPERFÍCIE DA INTERFACE TRATADA COM AGENTES LIGANTES .............................................................................. 32
3.3. REDES DE METAL DISTENDIDO ...................................................................................................................... 39
CAPÍTULO 4 ‐ TRABALHO EXPERIMENTAL – CARACTERIZAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO À
TRACÇÃO DAS JUNTAS ................................................................................................................................ 42
4.1. OBJECTIVOS ................................................................................................................................................... 42
4.2. ENSAIOS EXPERIMENTAIS REALIZADOS ................................................................................................................. 43
4.2.1 Ensaios de Compressão ........................................................................................................................ 45
4.2.2. Ensaio de arrancamento (Pull‐off test) ............................................................................................... 48
4.3. ESTIMATIVA DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AOS 28 DIAS, A PARTIR DA EXTRACÇÃO DE CAROTES ................................... 52
4.4. PARÂMETROS FIXADOS ..................................................................................................................................... 58
4.5. CALENDARIZAÇÃO DOS ENSAIOS EXPERIMENTAIS ................................................................................................... 60
4.5 PREPARAÇÃO E REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS ............................................................................................................ 63
4.6. RESULTADOS DOS ENSAIOS ................................................................................................................................ 68
4.6.1. Ensaios de Compressão dos Provetes .................................................................................................. 69
ÍNDICE COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
viii DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
4.6.2. Ensaios de arrancamento (Pull‐off test) .............................................................................................. 71
4.7 ANÁLISE DOS RESULTADOS DOS ENSAIOS .............................................................................................................. 73
CAPÍTULO 5 ‐ CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS DE DESENVOLVIMENTOS FUTUROS .................................... 83
BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................................................. 93
ANEXO A – COMPOSIÇÃO DOS BETÕES UTILIZADO NAS BETONAGENS DAS LAJETAS ....................................... I
ANEXO B – FICHA DO LIGANTE DE RESINAS EPÓXIDAS ICOSIT K 101 N ........................................................... III
ANEXO C – CRITÉRIO PARA DETECTAR VALORES ANORMAIS, CRITÉRIO DE DIXON ( (YOUNGER, 1985)) ........ VII
ANEXO D – RESULTADOS DOS ENSAIOS À COMPRESSÃO ÀS CAROTES E PROVETES CÚBICOS ......................... IX
ANEXO E – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REALIZADOS ÀS JUNTAS DE BETONAGEM ..................... XI
COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM ÍNDICE DE QUADROS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL ix
ÍNDICE DE FIGURAS
FIGURA 2.1 – ASPECTO DUMA JUNTA DE BETONAGEM. É CLARAMENTE PERCEPTÍVEL NA IMAGEM OS BETÕES DE DIFERENTES IDADES
QUE COMPÕEM A JUNTA. ....................................................................................................................................... 8
FIGURA 2.2 – EXEMPLO ESQUEMÁTICO DUMA JUNTA DE BETONAGEM HORIZONTAL (ACI STANDARD 224.3R‐95,
AGOSTO,1995). ............................................................................................................................................. 10
FIGURA 2.3 – ALGUNS EXEMPLOS DE JUNTAS DE BETONAGEM VERTICAIS. (ACI STANDARD 224.3R‐95, AGOSTO,1995). ...... 11
FIGURA 2.4 – PORMENOR CONSTRUTIVO REFERENTE A JUNTAS DE BETONAGEM EM PEÇAS DE BETÃO À VISTA (BUSSEL & CATHER,
1995). ............................................................................................................................................................ 11
FIGURA 2.5 – LOCALIZAÇÕES MAIS ADEQUADAS PARA AS JUNTAS DE BETONAGEM. A LOCALIZAÇÃO DAS JUNTAS A‐A’ E B‐B’ SÃO AS
MAIS FAVORÁVEIS POR ESTAREM LOCALIZADAS EM PONTOS MENOS ESFORÇADOS DA PEÇA (ANDRÉ, 2008). ........................ 12
FIGURA 2.6 – ESQUEMA EXEMPLIFICATIVO DE JUNTAS DE ENCAIXE TRAPEZOIDAIS (BUSSEL & CATHER, 1995). ....................... 13
FIGURA 2.7 – PROCESSO CONSTRUTIVO PARA A OBTENÇÃO DUMA JUNTA DE BETONAGEM COM UM PEQUENO “ENCAIXE” TRAPEZOIDAL
(BUSSEL & CATHER, 1995). ............................................................................................................................ 15
FIGURA 2.8 – PORMENOR REFERENTE À COLOCAÇÃO DE ARMADURAS DE ESPERA AO LONGO DA JUNTA DE BETONAGEM (BUSSEL &
CATHER, 1995) . ............................................................................................................................................. 16
FIGURA 2.9 – ADOPÇÃO DE JUNTAS DE BETONAGEM DE PEQUENA INCLINAÇÃO (BUSSEL & CATHER, 1995). .......................... 18
FIGURA 3.1 – EXEMPLO ILUSTRATIVO DE JUNTAS DE BETONAGEM COM DIFERENTES INTERFACES E RUGOSIDADES. ........................ 27
FIGURA 3.2 – EXEMPLO ILUSTRATIVO DA ESCARIFICAÇÃO DA INTERFACE DUMA JUNTA DE BETONAGEM COM RECURSO A UM MARTELO
PNEUMÁTICO .................................................................................................................................................... 29
FIGURA 3.3 – PRÉ‐HUMEDECIMENTO DA INTERFACE DA JUNTA DE BETONAGEM MOMENTOS ANTES DE SE INICIAR A RETOMA DA
BETONAGEM ..................................................................................................................................................... 30
FIGURA 3.4 – SUPERFÍCIE DA INTERFACE DA JUNTA ONDE SE PROCEDEU A UMA LIGEIRA REMOÇÃO DE BETÃO PARA A APLICAÇÃO DUM
AGENTE LIGANTE PARA POSTERIORMENTE SE EFECTUAR A RETOMA DE BETONAGEM. ........................................................ 33
FIGURA 3.5 – EXEMPLO DE APLICAÇÃO DUM AGENTE LIGANTE À BASE DE LÁTEX ATRAVÉS DUMA TRINCHA. .................................. 34
FIGURA 3.6 – VARIAÇÃO DA ADERÊNCIA DE DUAS RESINAS EPÓXIDICAS COM A TEMPERATURA EM COLAGENS ARGAMASSA
ENDURECIDA/ ARGAMASSA ENDURECIDA (J.B. AGUIAR). ............................................................................................ 35
FIGURA 3.7 – VARIAÇÃO DA ADERÊNCIA DE DUAS RESINAS EPÓXIDICAS COM A TEMPERATURA EM COLAGENS ARGAMASSA
ENDURECIDA/ARGAMASSA FRESCA (J.B. AGUIAR). .................................................................................................... 35
FIGURA 3.8 – EXEMPLO DUMA REDE DE METAL DISTENDIDO E DA SUA SUPERFÍCIE RUGOSA. ..................................................... 39
FIGURA 3.9 – ESCORRIMENTO DE BETÃO POR ENTRE AS NERVURAS DE METAL DISTENDIDO. ...................................................... 40
FIGURA 3.10 – SUPORTES DE FIXAÇÃO UTILIZADOS NO PROGRAMA EXPERIMENTAL PARA EVITAR A DISTORÇÃO DA REDE DE METAL
DISTENDIDO. ..................................................................................................................................................... 40
FIGURA 3.11 – NA FIGURA É POSSÍVEL OBSERVAR AS NERVURAS QUE FORMAM A REDE DE METAL DISTENDIDO, CAPAZES DE CRIAR UMA
SUPERFÍCIE RUGOSA (WWW.METAL DISTENDIDO.COM, 2008). ................................................................................... 41
FIGURA 3.12 – POSSIBILIDADE DAS ARMADURAS AO LONGO DA INTERFACE DA JUNTA E POR ENTRE A REDE DE METAL DISTENDIDO QUE
FORMA A JUNTA. ................................................................................................................................................ 41
FIGURA 4.1 – ENSAIO À COMPRESSÃO ÀS CAROTES EXTRAÍDAS DAS LAJETAS DA 1ª FASE DE BETONAGEM. ................................... 46
ÍNDICE DE FIGURAS COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
x DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
FIGURA 4.2 – OBTENÇÃO DOS PROVETES CÚBICOS REFERENTES À 2ª FASE DE BETONAGEM E RESPECTIVO ENSAIO À COMPRESSÃO. ... 46
FIGURA 4.3 – ESQUEMA DO ENSAIO DE PULL‐OFF (ASTM C 1583‐04, 2004). .................................................................... 48
FIGURA 4.4 – MODOS DE ROTURA MAIS USUAIS NOS ENSAIOS DE PULL‐OFF (ASTM C 1583‐04, 2004). .................................. 51
FIGURA 4.5 – ESQUEMA ONDE SE EXPÕEM A RELAÇÃO ENTRE O VALOR DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO AOS 28 DIAS E O VALOR DE
ESTIMATED POTENTIAL STRENGHT, PARÂMETRO P (CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11, MAIO, 1976). ............. 53
FIGURA 4.6 – CAROTES EXTRAÍDAS DAS LAJETAS MONOLÍTICAS. .......................................................................................... 55
FIGURA 4.8 – RELAÇÃO DO VALOR DA SIGNIFICÂNCIA T COM O NÚMERO DE CAROTES OBTIDAS (CONCRETE SOCIETY TECHNICAL
REPORT NO. 11, MAIO, 1976) ....................................................................................................................... 57
FIGURA 4.9 – EXTRACÇÃO DAS CAROTES DAS LAJETAS MONOLÍTICAS PARA OBTENÇÃO DA SUA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO. .......... 61
FIGURA 4.10 – CONFIGURAÇÃO ADOPTADA PARA AS LAJETAS DO GRUPO 0 E I. ...................................................................... 63
FIGURA 4.11 – CONFIGURAÇÃO ADOPTADA PARA O ESTUDO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DAS JUNTAS DE BETONAGEM
VERTICAIS. ........................................................................................................................................................ 63
FIGURA 4.12 – 1ª FASE DE BETONAGEM. É POSSÍVEL OBSERVAR A LAJETA MONOLÍTICA E AS LAJETAS DO GRUPO I NO FINAL DA 1ª FASE
DE BETONAGEM. ................................................................................................................................................ 64
FIGURA 4.13 – ASPECTO DA LAJETA DO GRUPO II DO PROGRAMA EXPERIMENTAL, FORMADA ATRAVÉS DUMA REDE DE METAL
DISTENDIDO, NO FINAL DA 1ª FASE DE BETONAGEM. .................................................................................................. 64
FIGURA 4.14 – ASPECTO DA SUPERFÍCIE DA JUNTA DE BETONAGEM ONDE NÃO SE PROCEDEU A QUALQUER TIPO DE TRATAMENTO DA
SUA INTERFACE. ................................................................................................................................................. 65
FIGURA 4.15 ‐ ASPECTO DA SUPERFÍCIE DA JUNTA DE BETONAGEM ONDE SE PROCEDEU À ESCOVAGEM DA INTERFACE ATRAVÉS DUMA
ESCOVA DE PÊLOS DE AÇO. ................................................................................................................................... 65
FIGURA 4.16 – ILUSTRAÇÃO DO PROCESSO DE ESCARIFICAÇÃO DA INTERFACE DA JUNTA ATRAVÉS DUM MARTELO PNEUMÁTICO E O
ASPECTO FINAL DA SUPERFÍCIE DA INTERFACE. .......................................................................................................... 66
FIGURA 4.17 – REALIZAÇÃO DUM PRÉ‐HUMEDECIMENTO DA INTERFACE NUMA DAS JUNTAS DE BETONAGEM. ............................. 66
FIGURA 4.18 – COLAGEM DOS DISCOS DE AÇO PARA OS ENSAIOS DE ARRANCAMENTO. ........................................................... 67
FIGURA 4.19 – EQUIPAMENTO DISPONÍVEL NO LC E UTILIZADO PARA A REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF. .......................... 68
FIGURA 4.20 – CAROTES EXTRAÍDAS AQUANDO DA REALIZAÇÃO DOS ENSAIOS DE ARRANCAMENTO. É POSSÍVEL OBSERVAR CADA UMA
DAS DIFERENTES ROTURAS OCORRIDAS. ................................................................................................................... 72
FIGURA 4.21 – DISPERSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS NOS ENSAIOS DE PULL‐OFF ................................................................. 74
FIGURA 4.22 – VALORES MÉDIOS DA TENSÃO DE ROTURA À TRACÇÃO DAS DIFERENTES INTERFACES DAS JUNTAS DE BETONAGEM .... 74
FIGURA 4.23 ‐ LOCALIZAÇÃO DA ROTURA DAS CAROTES DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO RMD+HUMED. .................. 79
FIGURA 4.24 – ESCORRIMENTO DE CALDA DE BETÃO EMPOBRECIDO POR ENTRE AS NERVURAS DA MALHA. .................................. 80
FIGURA 4.25 – LOCALIZAÇÃO DA ROTURA DAS CAROTES REFERENTES AO TRATAMENTO RMD+EPÓXIDAS ................................ 80
FIGURA A. 1 ‐ DISPERSÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS NOS ENSAIOS DE PULL‐OFF .................................................................. XVI
FIGURA A. 2 ‐ VALORES MÉDIOS DA TENSÃO DE ROTURA À TRACÇÃO DAS DIFERENTES INTERFACES DAS JUNTAS DE BETONAGEM ..... XVI
COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM ÍNDICE DE QUADROS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL xi
ÍNDICE DE QUADROS
QUADRO 1.1– PROGRAMA EXPERIMENTAL ...................................................................................................................... 6
QUADRO 2.1 ‐ QUADRO RESUMO DOS TRATAMENTOS DISPONÍVEIS PARA A INTERFACE DAS JUNTAS ........................................... 23
QUADRO 3.1 – PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS RESINAS EPOXÍDICAS (J.B. AGUIAR). ............................................................. 35
QUADRO 3.2– QUADRO COMPARATIVO ENTRE AS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS USUAIS DO BETÃO E DE PRODUTOS À BASE DE RESINAS
EPÓXIDAS (ACI STANDARD 503.5R‐92, 1992). ...................................................................................................... 36
QUADRO 3.3 – QUADRO COMPARATIVO ENTRE A RESISTÊNCIA QUÍMICA CARACTERÍSTICA DE PRODUTOS À BASE DE RESINAS EPÓXIDAS E
DE BETÃO (ACI STANDARD 503.5R‐92, 1992). ...................................................................................................... 38
QUADRO 4.1 – QUADRO RESUMO DOS TIPOS DE JUNTAS DE BETONAGEM ESTUDADAS ............................................................ 44
QUADRO 4.2 – RELAÇÃO DO NÚMERO DE CAROTES COM A PRECISÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS PARA A ESTIMATED POTENTIAL
STRENGHT (CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11, MAIO, 1976). ................................................... 54
QUADRO 4.3 ‐ ESBELTEZA DAS CAROTES COM OS PROBLEMAS A QUE LHE ESTÃO ASSOCIADOS. .................................................. 56
QUADRO 4.4 – CALENDARIZAÇÃO DO PROGRAMA EXPERIMENTAL ...................................................................................... 62
QUADRO 4.5 – RESULTADOS DOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DAS CAROTES DE BETÃO REFERENTES À 1ª BETONAGEM ...................... 69
QUADRO 4.6 ‐ RESULTADOS DOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DAS CAROTES DE BETÃO REFERENTES À 2ª BETONAGEM ....................... 70
QUADRO 4.7 – SIGNIFICÂNCIA DOS RESULTADOS OBTIDOS NOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DAS CAROTES ...................................... 70
QUADRO 4.8 – VALORES OBTIDOS NOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DOS PROVETES CÚBICOS REFERENTES AO BETÃO DA 2ª BETONAGEM
...................................................................................................................................................................... 70
QUADRO 4.9 – RESULTADOS OBTIDOS NOS ENSAIOS DE PULL‐OFF ....................................................................................... 72
QUADRO 4.10 – DISPOSIÇÃO DOS TRATAMENTOS À INTERFACE DAS JUNTAS DE BETONAGEM HORIZONTAIS MAIS EFICAZES ............ 81
QUADRO 4.11 ‐ DISPOSIÇÃO DOS TRATAMENTOS À INTERFACE DAS JUNTAS DE BETONAGEM VERTICAIS MAIS EFICAZES .................. 81
QUADRO A. 1 – QUADRO REFERENTE AOS DIVERSOS VALORES PARA A UTILIZAÇÃO DO CRITÉRIO DE DIXON (YOUNGER, 1985) .. VII
QUADRO A. 2 – VALORES CRÍTICOS ( ) UTILIZADOS NO CRITÉRIO DE ACEITAÇÃO / REJEITAÇÃO DOS VALORES OBTIDOS E
SEGUNDO O CRITÉRIO DE DIXON (YOUNGER, 1985) ................................................................................................. VIII
QUADRO A. 3 ‐ RESULTADOS DOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DAS CAROTES DE BETÃO REFERENTES À 1ª BETONAGEM ...................... IX
QUADRO A. 4 ‐ RESULTADOS DOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DAS CAROTES DE BETÃO REFERENTES À 2ª BETONAGEM ....................... X
QUADRO A. 5 ‐ VALORES OBTIDOS NOS ENSAIOS À COMPRESSÃO DOS PROVETES CÚBICOS REFERENTES AO BETÃO DA 2ª BETONAGEM X
QUADRO A. 6 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES À PEÇA MONOLÍTICA I – 1ª BETONAGEM ............................ XI
QUADRO A. 7 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES À PEÇA MONOLÍTICA II – 2ª BETONAGEM .......................... XII
QUADRO A. 8 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES À INTERFACE DE JUNTA SEM TRATAMENTO ......................... XII
QUADRO A. 9 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO REA+HUMED ................................... XIII
QUADRO A. 10 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO TP+LIGANTE EPÓXIDAS ................. XIII
QUADRO A. 11 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO TP .................................................. XIV
QUADRO A. 12 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO TP+HUMED ................................... XIV
QUADRO A. 13 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO RMD+EPÓXIDAS ............................. XV
QUADRO A. 14 – RESULTADOS DOS ENSAIOS DE PULL‐OFF REFERENTES AO TRATAMENTO RMD+HUMED ................................ XV
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 1
Capítulo 1 - Introdução
1.1. Juntas de Betonagem
A necessidade de criar juntas de betonagem é usual nas estruturas de betão, bem como algo de
indispensável no seu processo construtivo. As juntas de betonagem permitem a construção de
estruturas de betão de forma controlável para o Empreiteiro, tornando a betonagem das peças de
betão num processo mais fácil de gerir e economicamente mais viável. Assim, através da correcta
disposição e localização das juntas de betonagem, é possível dividir uma estrutura de betão em
várias peças de menor volumetria, permitindo que cada peça seja betonada, tratada e finalizada
dentro dos prazos disponíveis para o Empreiteiro. A possibilidade de espaçar temporalmente o
processo de betonagem duma peça de betão, permite ao Empreiteiro fazer uma melhor gestão das
equipas de trabalho que este tem à sua disposição, optimizando desta forma os recursos de que
dispõe. À junta de betonagem exige-se que não introduza uma perda considerável na resistência
mecânica da peça onde se insere.
Regra geral, as juntas de betonagem são hoje em dia utilizadas na resolução das seguintes questões:
(ANDRÉ, 2008)
• Construção por fases – os elementos estruturais a betonar exigem a pré-realização de outros
elementos estruturais (caso da ligação pilar-viga por exemplo);
• Limitação dos volumes de betonagem – o Empreiteiro pode não dispor de meios e recursos
humanos para betonar elementos estruturais de grande volumetria de uma só vez;
• Condicionamento de prazos – a optimização da distribuição de tarefas por parte do
Empreiteiro implica a calendarização de ciclos curtos onde intervêm várias equipes com
tarefas específicas. Este fenómeno encontra-se geralmente associado às subempreitadas.
Desta forma, a disponibilidade das equipes subcontratadas pode não permitir que a
betonagem das peças adjacentes possa ser efectuada nos prazos desejáveis.
As juntas de betonagem diferem das juntas de dilatação no sentido em que não está permitido o
movimento relativo ao longo da junta. De facto, o seu objectivo é assegurar que a estrutura onde se
insere consiga comportar-se como monolítica, sem que ocorra uma redução da sua resistência
mecânica. Segundo BUSSEL & CATHER (1995), a obtenção de uma resistência mecânica adequada
ao longo da junta, será sempre um aspecto importante a ter em conta aquando da sua elaboração.
BUSSEL & CATHER (1995) referem também que outros aspectos, tais como, a aparência da junta, a
durabilidade, resistência à penetração de humidade, o espaçamento e localização das juntas de
betonagem, devem ser tidos em conta. Segundo FERREIRA E. M. (2001), as juntas não devem
reduzir o desempenho de cada peça de betão, nomeadamente a resistência térmica, mecânica, ao
fogo, entre outros. Deverá permitir garantir a estanqueidade ao ar e à água, evitando quaisquer
incompatibilidades químicas e mecânicas.
Capítulo 1 -Introdução
2 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Regra geral, as juntas de betonagem podem ser horizontais (ou com pequena inclinação) ou verticais.
Elas encontram-se tipicamente localizadas na junção de elementos horizontais de betão (vigas, lajes,
pavimentos, etc.) e elementos verticais (pilares, paredes, escadas, etc.). As juntas verticais
encontram-se normalmente associadas a junções entre elementos horizontais de betão, enquanto
que as juntas de betonagem horizontais se encontram associadas às junções entre elementos
verticais de betão.
Uma junta de betonagem será sempre um ponto de fraqueza estrutural, já que a continuidade e o
monolitismo da estrutura é interrompido, com consequências directas para a rigidez do betão, através
da sua diminuição BROOK (1969). É recomendado na BS 8110-1:1997 que o número de juntas de
betonagem existentes numa estrutura de betão deve ser sempre o mínimo necessário para a sua
execução. Esta norma refere também que a sua localização deve ser sempre cuidadosamente
escolhida. Antes de se iniciar a betonagem de uma peça, o Empreiteiro deverá solicitar à Fiscalização
a aprovação do programa de trabalhos de betonagens a executar, indicando claramente as datas de
betonagem e a localização das juntas. As juntas de betonagem só podem ser realizadas onde a
Fiscalização o permitir, e segundo a NP EN 206-1:2007, localizar-se, tanto quanto possível, nas
secções menos esforçadas das peças, com uma orientação aproximadamente coincidente com a
direcção das tensões principais de tracção.
Uma junta de betonagem poderá estar sujeita a esforços de tracção ou compressão, flexão segundo
e fora do plano da peça, esforço transverso e torção. É exigido que a junta e o material de reforço que
a poderá constituir sejam capazes de absorver e resistir sobretudo aos esforços de tracção e de
corte. A resistência à tracção do betão quando comparada com a sua resistência à compressão é
reduzida. Quando a sua tensão de f à tracção é atingida, desenvolvem-se fenómenos de fendilhação
no betão, levando a uma diminuição da sua rigidez, com consequências a nível estético provocadas
pelo aparecimento de fendas. Assim o único esforço actuante que poderá levar a uma alteração
considerável da resistência mecânica de uma peça de betão estrutural com juntas de betonagem em
relação a uma peça semelhante, mas monolítica, será o esforço de tracção BUSSEL & CATHER
(1995). Assim, é necessário garantir que as juntas de betonagem ofereçam uma adequada
resistência à tracção.
BROOK (1969) concluiu que a resistência mecânica à compressão de vigas formadas por juntas de
betonagem, não apresenta alterações significativas em relação a uma peça monolítica. Nas
experiências efectuadas por este autor, a face da junta encontrava-se completamente desprovida de
pequenos detritos, gorduras e qualquer tipo de material solto, tendo-se recorrido a um tratamento
prévio da face do betão endurecido. O mesmo autor concluiu que a presença de flexão juntamente
com esforço transverso ao longo de uma junta vertical, não altera significamente a rigidez e o
momento resistente da secção. No entanto, no caso da interface da junta ser lisa, não apresentar
rugosidade e não ter sido sujeita a qualquer tipo de tratamento prévio, a ocorrência de fendilhação é
algo bastante provável de acontecer. Uma junta sujeita a estes esforços terá aproximadamente a
mesma capacidade última de flexão e corte que uma peça monolítica, desde que a sua face se
apresente rugosa e tenha sido previamente tratada BROOK (1969).
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 3
Aquando da betonagem de peças verticais de betão, a diferença de densidades entre os vários
constituintes do betão fresco pode conduzir à separação dos diversos constituintes do betão. Devido
ao efeito da gravidade, a fase líquida fica à superfície, perdendo-se por evaporação. Muitas vezes
este efeito é visível pela formação de uma lâmina de água à superfície do betão, juntamente com
algumas partículas de cimento. Este efeito pode trazer consequências graves se a quantidade de
água perdida por exsudação for elevada. Regra geral, esta camada superficial de betão apresentará
uma resistência mecânica inferior à da restante peça e será nesta camada superficial de betão
“enfraquecido” que irá estar localizada a junta de betonagem. Assim, esta junta de betonagem não irá
apresentar a mesma resistência à tracção, flexão e corte quando comparada com uma junta
devidamente saneada BUSSEL & CATHER (1995). Os mesmos autores referem também que, desde
que a superfície da junta tenha sido devidamente tratada, a resistência mecânica da peça ao corte, à
flexão e tracção não apresentará alterações significativas, quando comparadas com uma secção
monolítica. Este tratamento da interface da junta de betonagem passa por criar uma rugosidade
relativa no betão endurecido, tornar a sua superfície desprovida de detritos soltos e de qualquer tipo
de gorduras, com a remoção no final da camada de betão “enfraquecido”, antes de se prosseguir com
a betonagem da peça.
As juntas de betonagem diferem sobretudo no tratamento que é dado à sua interface antes de se
iniciar a retoma da betonagem da peça adjacente, bem como da sua orientação ao longo da peça de
betão onde se encontram inseridas. Dos diferentes tratamentos à interface das juntas de betonagem,
as que mais relevo têm na indústria da construção civil são:
• Juntas preparadas e raspadas com escova de aço quando o betão ainda se encontra fresco;
• Juntas onde ocorreu uma escarificação da superfície do betão endurecido através de um
dispositivo percursor;
• Juntas tratadas com jacto abrasivo de areia;
• Juntas tratadas com jacto de água a baixas e altas pressões;
• Juntas onde a adesão entre o betão fresco e o betão endurecido é conseguida através de
materiais poliméricos de reforço, tais como emulsões de látex ou resinas epóxidas;
• Juntas de betonagem através de redes de metal distendido (redes de metal distendido);
Capítulo 1 -Introdução
4 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
1.2. Objectivos do Trabalho de Investigação
No campo das juntas de betonagem, a prática corrente na indústria da Construção Civil, é
essencialmente baseada na experiência profissional dos Engenheiros Civis e outros técnicos. Devido
à relativa escassez de estudos comparativos entre os diversos tratamentos a aplicar às interfaces das
juntas de betonagem, surge a necessidade de aprofundar um pouco mais esta matéria e efectuar um
estudo comparativo sobre o seu comportamento. Esta dissertação surge como forma de enriquecer a
bibliografia e estudos referentes a esta matéria.
Existe alguma bibliografia, tal como BUSSEL & CATHER (1995), JÚLIO (2001), (ACI STANDARD
224.3R-95, ACI STANDARD 503.1, ACI STANDARD 503.5R-92, BLACKLEDGE (1987), BROOK
(1969), que refere quais os tratamentos mais comuns e mais correctos para uma junta de betonagem,
quais as exigências a cumprir, as principais dificuldades, etc.. Através do estudo do comportamento
mecânico das diferentes juntas de betonagem, procurou-se criar uma linha orientadora para a
definição dos processos construtivos mais adequados à criação duma junta de betonagem. Esta linha
orientadora é baseada sobretudo em aspectos relacionados com a resistência mecânica à tracção,
por este ser um dos pontos com maior influência no comportamento mecânico das juntas de
betonagem e que traduz a qualidade do seu comportamento. Este foi precisamente o objectivo
principal da presente dissertação.
Uma vez definido o objectivo principal, foram seleccionados alguns dos métodos de elaboração e
preparação das interfaces das juntas de betonagem correntemente mais utilizados na área da
Construção Civil e foi estudado o seu comportamento mecânico à tracção. Os métodos escolhidos
foram alvo de um programa experimental, nomeadamente através de ensaios pull-off, tal como ASTM
C 1583-04 e BS EN 1542 - PRODUCTS AND SYSTEMS FOR THE PROTECTION AND REPAIR OF
CONCRETE STRUCTURES - TEST METHODS - MEASUREMENT OF BOND STRENGHT BY
PULL-OFF (1999) preconizam. Após os ensaios experimentais terem sido concluídos e os seus
resultados alvo de uma análise crítica, foi estudado o comportamento mecânico à tracção de cada
uma das juntas a fim de determinar-se qual seria o tratamento que apresenta o melhor
comportamento mecânico.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 5
1.3. Planeamento do Trabalho de Investigação e Organização da Dissertação
Para atingir o objectivo salientado em § 1.2, ou seja, efectuar o estudo do comportamento mecânico
das juntas de betonagem e concluir quais os métodos mais indicados e vantajosos para a sua
execução, a dissertação foi dividida em três fases.
Numa primeira fase efectuou-se um levantamento da bibliografia existente referente a este tema.
Procurou-se recolher informação sobre as diversas juntas de betonagem, em que consistiam, os seus
processos construtivos e fazer um levantamento das diferenças entre elas. Em traços gerais
efectuou-se o “estado-de-arte” desta matéria.
Numa segunda fase da dissertação, procurou-se obter um contacto directo com a prática da
Construção Civil no campo da elaboração das juntas de betonagem, como forma de determinar quais
são actualmente os métodos mais utilizados pelos Empreiteiros em Portugal. Este contacto directo foi
feito à custa de algumas visitas a obras onde havia a existência de juntas. Procurou-se também,
através de contactos com Directores de Obra, averiguar qual a sua experiência profissional
relativamente a este assunto e quais as suas recomendações.
Numa última fase, foi definido um programa experimental onde foram realizados os ensaios
mecânicos de pull-off a diferentes tipos de juntas, a fim de concluir qual seria a resistência mecânica
à tracção de cada uma delas. Foi considerado um número estatisticamente representativo de ensaios
experimentais que pudesse garantir alguma fiabilidade para as conclusões retiradas. O programa
experimental encontra-se resumido no quadro seguinte:
Capítulo 1 -Introdução
6 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Quadro 1.1– Programa Experimental
Tipo de Junta GrupoN.º de
ensaiosObjectivo
— (peça monolítica) 0 5
Serve de referência aos restantes
ensaios e funciona como termo de
comparação
Sem tratamento
I
I
5
Averiguar quais as consequências
que uma interface da junta sem
tratamento tem no comportamento
mecânico duma peça de betão
Raspada com escova de pêlos de açoenquanto o betão ainda está fresco, com
pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
junta de betonagem raspada com
uma escova de pêlos de aço
Totalmente picada com aplicação posterior de um ligante à base de resinas epóxidas
5
Estudar o comportamento de uma
junta de betonagem totalmente
picada e o efeito que um ligante à
base de resinas epóxidas tem no seu
comportamento mecânico
Totalmente picada e sem pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
interface totalmente picada e sem
pré-humedecimento da interface
antes da retoma da betonagem
Totalmente picada com pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
interface de betonagem totalmente
picada e com pré-humedecimento da
interface antes da retoma da
betonagem
Formada por redes de metal distendido com aplicaçãode um ligeiro pré-humedecimento da interface
antes da retoma da betonagem
II
5
Estudar o comportamento de juntas
de betonagem elaboradas com este
elemento
Formada por uma rede de metal distendido juntamente com um ligante à base de resinas epóxidas
5
Estudar o comportamento de juntas
de betonagem formadas por este
elemento juntamente com um ligante
à base de resinas epóxidas
O programa experimental encontra-se dividido em três grupos. No grupo 0 pretende-se determinar
qual a resistência à tracção que uma peça monolítica e sem qualquer junta de betonagem seria capaz
de apresentar. Esta seria a situação ideal para uma peça de betão, já que o monolitismo da peça não
é interrompido através da criação de juntas de betonagem.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 7
No grupo I pretende-se avaliar diversos factores. O mais importante de todos é a influência que a
rugosidade da interface da junta de betonagem tem no comportamento mecânico à tracção da peça
onde esta se insere. O parâmetro variável neste grupo é a rugosidade da superfície do betão e foram
estudadas cinco situações, tais como: superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de
tratamento e sem rugosidade; superfície da junta raspada com escova de pêlos de aço enquanto o
betão ainda está fresco; superfície do betão endurecido totalmente picada com e sem pré-
humedecimento da sua superfície; superfície picada e salpicada com uma resina epóxidas. Outro dos
parâmetros que se pretendeu estudar neste grupo foi a possível influência que o pré-humedecimento
da interface da junta poderá ter na sua resistência mecânica à tracção. Para isso foram criadas duas
situações sujeitas ao mesmo grau de rugosidade da interface, onde numa se realizou o pré-
humedecimento da interface da junta antes de se retomar a betonagem e na outra não se realizou.
No grupo II decidiu-se estudar a influência da aplicação de um material de promotor de aderência
entre o betão endurecido e o betão fresco na resistência à tracção de uma junta de betonagem. A
aplicação de materiais promotores de aderência para a execução de juntas de betonagem constitui
uma técnica por vezes utilizada na Construção Civil, pelo que se optou por englobar este processo
construtivo no programa experimental. Decidiu-se estudar a influência de um ligante à base de
resinas epóxidas e de uma rede de metal distendido por serem estes os métodos mais usuais hoje
em dia.
Tendo em atenção as três fases em que o presente trabalho foi dividido, a presente dissertação
encontra-se organizada nos seguintes capítulos:
Capítulo 1 – Breve descrição duma junta de betonagem, com referência aos seus aspectos mais
relevantes. Objectivos do presente trabalho e estruturação do mesmo.
Capítulo 2 – Abordagem teórica e exaustiva das características, exigências estruturais, sua
localização na peça, e objectivos das juntas de betonagem.
Capítulo 3 – Caracterização dos diversos tipos de juntas de betonagem. Referência aos diferentes
tratamentos da interface da junta actualmente empregues na área da Construção Civil.
Capítulo 4 – Estudo do comportamento mecânico à tracção de alguns tipos de juntas de betonagem
através dum programa experimental.
Capítulo 5 – Conclusões e Perspectivas de desenvolvimentos futuros.
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
8 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem
2.1. Objectivos das Juntas de Betonagem
As juntas de betonagem são superfícies de separação entre camadas de betão de diferentes idades
e, regra geral, ocorrem devido a alguma restrição de ordem construtiva. Essas restrições podem
dever-se, por exemplo, a interrupções no processo de betonagem das peças, à impossibilidade de
betonar peças de grande volumetria numa só operação ou a descoordenações entre o fabrico do
betão e a betonagem MARTINS (2004). As juntas de betonagem surgem como forma de permitir que
os trabalhos de betonagem possam ser espaçados temporalmente e efectuados de uma forma
descontínua. Sempre que o processo de betonagem de um elemento tiver que ser interrompido, de
tal forma que durante esse intervalo o betão colocado já tenha iniciado o processo de presa, deverá
recorrer-se a juntas de betonagem ANDRÉ (2008). Estas juntas terão como função promover a
continuidade entre o betão já endurecido e a nova camada de betão aquando do recomeço da
betonagem da peça, sem que isso se traduza em graves consequências para a resistência estrutural
da peça e da estrutura GOMES & CUNHA (2001) (Figura 2.1). As juntas de betonagem têm como
grande objectivo permitir que a peça betonada por troços, apresente um comportamento semelhante
à duma peça monolítica e betonada de forma contínua.
Figura 2.1 – Aspecto duma junta de betonagem. São claramente perceptíveis na imagem os betões de diferentes idades que
compõem a junta.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 9
Segundo MARTINS (2004) e NP EN 206-1:2007, cada elemento de betão deverá ser betonado de
maneira contínua, não sendo permitidas interrupções de qualquer betonagem por um período
superior a 30 minutos. Em períodos de chuva não deve ser efectuada qualquer colocação do betão,
sempre que haja risco de deslavamento deste. Assim, “… os trabalhos de colocação do betão que
tenham sido suspensos devido à chuva ou ao tempo frio, só devem ser retomados quando o betão
estiver suficientemente endurecido e as superfícies devem então ser tratadas como juntas de
construção, segundo procedimento definido no caderno de encargos.” (DIÁRIO DA REPÚBLICA - I -
SÉRIE B - PORTARIA 246/98 DE 21 DE ABRIL, 1998 )
No caso de interrupção por períodos de tempo superior ao fixado, suspender-se-á a betonagem, só
podendo esta ser retomada 14 horas após a interrupção. Nestas circunstâncias, só se poderá iniciar
uma nova betonagem caso se tenha aplicado um tratamento correcto à superfície da interface da
junta MARTINS (2004) e NP EN 206-1:2007. Existem inúmeros tratamentos possíveis para a
interface e com efeitos distintos na resistência mecânica da junta, encontrando-se a sua explicitação
no § 3 da presente dissertação.
Uma junta de betonagem mal executada é um ponto fraco e de menor resistência mecânica da peça
de betão. A sua má execução poderá criar na junta uma zona de descontinuidade, de tal forma que
impeça uma transmissão satisfatória dos esforços a que o elemento está sujeito CAVACO (2006).
Estes locais assumem-se como locais prováveis para a ocorrência de fendas no betão.
As necessidades de coordenação entre o fabrico do betão e a betonagem da peça são algo de
fundamental hoje em dia. Normalmente os ritmos impostos por cada uma destas actividades variam
de caso para caso e tempos de paragem elevados entre as diferentes fases de betonagem de uma
peça têm consequências graves, tais como juntas de betonagem indesejáveis (RILEM - Seminário
Novos Desenvolvimentos do Betão (2003). No caso dos elementos estruturais a betonar exigirem a
pré-realização de outros elementos estruturais, é necessário aguardar largos períodos de tempo até
que se possa retomar a betonagem da estrutura. É o caso da construção por exemplo de uma laje.
Uma laje é um elemento de betão estrutural que se encontra apoiada sobre pilares e vigas. Para que
se possa executar e betonar uma laje é requerido que a construção dos pilares que a irão suportar já
se encontre terminada. Como tal, é necessário criar uma junta de betonagem entre o betão
endurecido do pilar e o betão fresco da laje, de tal forma que este ponto de união entre os diferentes
betões consiga promover o monolitismo da estrutura pilar-laje ou da estrutura pilar-viga-laje.
2.2. Orientação das Juntas de Betonagem
Uma junta de betonagem pode estar orientada segundo a horizontal ou a vertical. Quando a
superfície de separação entre o betão endurecido e o betão fresco é o topo da camada do betão
endurecido, encontramo-nos perante uma junta de betonagem horizontal. Quando a junta de
betonagem é constituída pela extremidade vertical da camada de betão endurecido de uma peça
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
10 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
horizontal, encontramo-nos perante uma junta vertical GOMES & CUNHA (2001), BUSSEL &
CATHER, (1995). Em casos especiais, sob determinadas condições, as juntas de betonagem podem
apresentar uma inclinação reduzida. No entanto, GOMES & CUNHA, (2001), ANDRÉ (2008), (KIND-
BARKAUSKAS (2002), referem que a metodologia seguida na execução de uma junta deste género
deverá merecer uma especial atenção por parte do Empreiteiro e da Fiscalização da Obra, devido
aos problemas estruturais que ela poderá originar.
Normalmente, as juntas de betonagem horizontais não envolvem situações particularmente críticas. A
rugosidade natural do betão e uma adequada limpeza da superfície de contacto garantem um bom
comportamento mecânico para este tipo de juntas BUSSEL & CATHER, (1995). Este tipo de juntas,
encontram-se normalmente sujeitas a compressões e em estruturas correntes. Ora, o facto de estas
juntas se encontrarem sobretudo sujeitas a esforços de compressões e do betão apresentar uma
resistência considerável à compressão, faz com que as juntas de betonagem horizontais não
necessitem de grandes atenções ( Figura 2.2).
Figura 2.2 – Exemplo esquemático duma junta de betonagem vertical ACI STANDARD 224.3R-95.
Já as juntas de betonagem verticais envolvem uma maior série de considerações e precauções.
Aspectos como a sua localização e inserção na estrutura, inclinação da junta, rugosidade e
tratamento da junta, duração dos intervalos de betonagem, colocação de armadura ou até mesmo os
pormenores estéticos e acabamentos, são aspectos a ter em consideração ACI STANDARD 224.3R-
95 ( Figura 2.3). Deverá definir-se uma correcta dimensão para os troços de betonagem, inserindo as
juntas em secções pouco esforçadas THOMAZ (2001), BUSSEL & CATHER (1995). As juntas
deverão estar dispostas perpendicularmente às linhas isoestáticas e caso ocorram tracções,
dimensionar armaduras adequadas para o efeito GOMES & CUNHA (2001).
Distância de
recobrimento
Junta de retracção Armadura
Junta de construção
de encaixe
Dispositivo “waterstop”
Material selante
(se necessário)
Aprox. 15’’
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 11
Figura 2.3 – Alguns exemplos de juntas de betonagem verticais. ACI STANDARD 224.3R-95.
Recomenda-se que a sua localização seja tal que não prejudique o normal andamento da obra, e
deverá procurar garantir-se a máxima aderência entre as peças betonadas em diferentes fases. No
caso de peças de betão à vista, é bastante importante e torna-se necessário estudar a
compatibilização da junta com a arquitectura da estrutura. Encontra-se exposto de seguida um dos
possíveis pormenores construtivos no caso de peças de betão à vista, onde é necessário
compatibilizar a junta com a arquitectura da estrutura, de forma a não ocorrerem variações bruscas
da tonalidade da peça na zona da junta de betonagem ( Figura 2.4).
Figura 2.4 – Pormenor construtivo referente a juntas de betonagem em peças de betão à vista (BUSSEL & CATHER, 1995).
2.3. Localização das Juntas de Betonagem numa peça de betão
De modo a que a peça de betão onde a junta se insere funcione por forma a que a introdução de
uma junta de betonagem não traga uma redução considerável da resistência da peça, deverá ter-se
sempre em linha de conta, entre outros aspectos, a localização da junta ao longo da peça de betão.
Junta vertical simples (adequada para pavimentos)
Junta vertical com espessamento
Junta vertical em meia cana Junta vertical trapezoidal de encaixe
(adequada para pavimentos com
espessura superiores a 20cm)
Junta de betonagem
1ª Betonagem
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
12 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
A existência de uma junta de betonagem deverá estar sempre prevista no plano de trabalhos de
betonagem a executar pelo Empreiteiro. As suas especificações deverão estar presentes no Caderno
de Encargos e cuidadosamente definidas. Deverão ser indicadas claramente as localizações das
juntas de betonagem, devendo o programa de betonagens ser sujeito a aprovação prévia por parte da
Fiscalização da Obra COLEN & BRITO (2003), ACI STANDARD 350/350R-06 (2006), NP EN 206-
1:2007. Sempre que se verifique algum desvio na localização da junta ou do que estava inicialmente
previsto no Caderno de Encargos, tal modificação deverá ser aprovada pela Fiscalização ACI
STANDAR 350/350R-06 (2006). A localização das juntas de betonagem depende, entre outros
factores, do tipo de elemento estrutural. Por estas razões deve-se fazer uma distinção nas
especificações para as localizações das juntas, consoante o elemento estrutural em causa.
Segundo BUSSEL & CATHER (1995) os principais critérios para a localização e espaçamento das
juntas de betonagem são:
• Localizar a junta de forma a possibilitar a betonagem da peça numa só fase
• Garantir-se a resistência necessária para a junta
• Presença de restrições para a retracção do betão, evitando a formação de fendilhação do
betão por este fenómeno
• Compatibilidade com a aparência e o tratamento a aplicar à junta
BUSSEL & CATHER (1995) ACI STANDARD 350/350R-06 (2006), recomendam que para o caso de
vigas e lajes, as juntas de betonagem se encontrem localizadas entre e do seu vão. A sua
localização deverá corresponder a um lugar geométrico da peça onde o valor do momento flector seja
reduzido e o valor do esforço transverso modesto, quando sujeito a um carregamento uniformemente
distribuído. Segundo ACI STANDARD 350/350R-06 (2006), em situações onde os esforços de corte
devido a acções gravíticas não forem significativos, que é o caso do meio vão de estruturas sujeitas à
flexão, uma junta de betonagem vertical simples será adequada ( Figura 2.5)
Figura 2.5 – Localizações mais adequadas para as juntas de betonagem. A localização de juntas em B-B’ é a mais favorável
por estarem localizadas em pontos menos esforçados da peça ANDRÉ (2008).
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 13
Caso se torne necessário efectuar uma transmissão significativa de esforços ao longo da junta,
nomeadamente esforços de corte, deverá recorrer-se a juntas de encaixe trapezoidais (Figura 2.6).
Figura 2.6 – Esquema exemplificativo de juntas de encaixe trapezoidais (BUSSEL & CATHER, 1995).
Juntas de betonagem horizontais em vigas não são geralmente recomendadas ACI STANDARD 224-
3R-95 (1995). A prática comum consiste em dispor as vigas monolíticas com a laje, pelo que é raro
utilizar-se juntas de betonagem para unir estes dois elementos.
Para o caso de vigas ou de lajes simplesmente apoiadas, o momento flector a um terço do vão ainda
apresenta valores consideráveis. Em casos em que seja necessário localizar as juntas de betonagem
nestes locais da peça, BUSSEL & CATHER (1995), GOMES & CUNHA (2001), BROOK (1969), ACI
STANDARD 224.3R-95 (1995), recomendam que será preferível betonar a peça sem recorrer a juntas
de betonagem. Para o caso de não ser possível abdicar de uma junta de betonagem para a peça,
devem ser tidos em conta cuidados especiais. Deve-se procurar que a junta possa garantir uma boa
resistência ao esforço transverso e ao momento flector. Em peças sujeitas principalmente a esforços
de compressão, como é o caso de pilares, as juntas não terão nenhuma restrição quanto à sua
localização GOMES & CUNHA (2001). No planeamento da sua localização é desejável que se
procure inserir as juntas em locais onde elas também se possam comportar como juntas de dilatação
ACI STANDARD 332-04 (2004).
Outra das peças em que normalmente se verifica a necessidade de recorrer a juntas de betonagem
são os muros de suporte ou outro tipo de paredes em betão armado. As juntas de betonagem
verticais nestes elementos deverão localizar-se sempre que possível nos cantos do muro ou em
locais em que a sua presença possa ser ocultada devido a preocupações estéticas ACI STANDARD
332-04 (2004), ACI STANDARD 303R-04 (2004). ACI STANDARD 332-04 (2004) recomenda que
sejam utilizados em cada junta um número mínimo de varões especificamente de forma a promover a
união das camadas adjacentes de betão do muro. O mesmo autor refere que as juntas de betonagem
horizontais deverão estar localizadas se possível na base ou no topo destas peças, como forma de
minimizar o impacto estético.
GOMES & CUNHA (2001), recomendam que se procure dispor as juntas de betonagem segundo
planos perpendiculares à direcção das tensões de compressão. Desta forma, nos pilares e elementos
verticais sujeitos à compressão, as juntas deverão ser horizontais. Para o caso dos elementos
Junta de encaixe
trapezoidal
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
14 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
horizontais (lajes, vigas, etc), o plano que constitui a junta deverá ficar perpendicular ao eixo da peça,
ou seja, a junta será disposta na vertical. Poderá recorrer-se a juntas com alguma inclinação, no
entanto juntas com uma inclinação elevada poderão provocar a desagregação do betão aquando da
betonagem, através da migração dos agregados mais grossos para a base da junta KIND-
BARKAUSKAS (2002).
Em suma, as juntas de betonagem deverão ficar localizadas em locais onde provoquem o menor
enfraquecimento da resistência estrutural da peça ACI STANDARD 350/350R-06 (2006).
2.4. Processos Construtivos das Juntas de Betonagem
BUSSEL & CATHER (1995) menciona que o principal aspecto a ter em conta na elaboração de uma
junta de betonagem é a garantia que a resistência mecânica da junta de betonagem não irá
comprometer a resistência mecânica da peça de betão. Segundo os mesmos autores, aspectos como
a aparência, a durabilidade e resistência à humidade, localização e espaçamento das juntas de
betonagem, são critérios a ter em conta aquando da execução da mesma.
É exigido às juntas de betonagem que estas não reduzam o desempenho mecânico da estrutura,
nomeadamente a resistência mecânica, térmica, resistência ao fogo, isolamento sonoro, entre outras.
Deverão garantir a estanqueidade ao ar e à água, evitando quaisquer incompatibilidades químicas e
mecânicas ACI STANDARD 224.3R-95 (1995), KIND-BARKAUSKAS (2002).
Recomendações para a preparação e execução de juntas de betonagem horizontais e verticais
encontram-se actualmente em bibliografia variada. Normalmente, o processo construtivo de uma
junta de betonagem pode ser dividido em duas fases principais:
- Criação de uma cofragem adequada para formar a interface da junta e posicionar devidamente o
betão até este endurecer
- Preparação da superfície do betão já endurecido que forma a junta, de maneira a alcançar uma
rugosidade adequada com o objectivo de garantir a continuidade e melhor ligação entre os betões de
diferentes idades
Refira-se que a temperatura de superfície na junta de construção deverá ser superior a 0 ºC aquando
da betonagem ACI STANDARD 224.3R-95 (1995).
Para o caso das juntas de betonagem horizontais, não se pode falar especificamente num processo
construtivo. Juntas horizontais não apresentam um processo construtivo específico, já que elas se
formam automaticamente na superfície livre do betão colocado, não sendo necessário a colocação de
uma cofragem para a sua construção. Associado a este tipo de juntas de betonagem encontram-se
problemas construtivos difíceis de evitar. Aquando da betonagem de peças verticais, torna-se
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 15
inevitável a ascensão de pequenas quantidades da água de amassadura do betão contendo algum
do agregado fino que constituí o betão, bem como algumas partículas de cimento. Estes elementos
irão depositar-se no topo da peça e na superfície livre da camada de betão fresco. Quando se der a
evaporação da água de amassadura que contém estes elementos da superfície livre do betão, irá
formar-se uma camada de betão empobrecido e de menor resistência (MONTEMOR, MARGARIDO,
& COLAÇO, OUTUBRO, 2005). Esta camada apresenta uma resistência mecânica reduzida, quer à
tracção, compressão e corte, levando à formação de uma superfície inadequada para elaborar a junta
de betonagem. Nestes casos, deverá ter-se o especial cuidado de remover esta camada através de
uma escova de aço, por escarificação do betão com um martelo pneumático, ou recorrendo a um
jacto de areia, de forma a proporcionar uma interface adequada para a junta de betonagem BUSSEL
& CATHER (1995). Segundo MARTINS (2004), se uma interrupção de betonagem originar una junta
mal orientada, o betão terá de ser demolido na extensão necessária de forma a conseguir-se uma
nova junta devidamente orientada.
Para a elaboração de uma junta de betonagem é hábito criar-se um aumento da rugosidade da
interface da junta, como forma de melhorar a sua resistência e aderência à nova camada de betão.
Esta medida permite garantir a continuidade e união entre os diversos troços da peça. Dentro dos
tratamentos actualmente mais utilizados encontram-se a escovagem com uma escova de aço, a
utilização de um jacto abrasivo de areia ou água, escarificação do betão com martelo pneumático,
utilização de redes de metal distendido, etc. No entanto, não se pode afirmar que existe um processo
construtivo rígido e único para a elaboração de juntas de betonagem. Em países como os Estados
Unidos da América, é prática comum a elaboração de juntas de betonagem através da criação de
uma pequena saliência de encaixe na superfície de betão endurecido ( Figura 2.7). Esta pequena
saliência apresenta uma forma trapezoidal, obtido através de uma pequena cofragem de madeira.
Este pequeno “encaixe”, irá proporcionar uma resistência mecânica ao corte bastante aceitável ao
longo da junta BUSSEL & CATHER (1995), ACI STANDARD 332-04 (2004).
Figura 2.7 – Processo construtivo para a obtenção duma junta de betonagem com um pequeno “encaixe” trapezoida BUSSEL
& CATHER (1995).
Noutros casos, torna-se necessário colocar barras de reforço em aço ao longo da junta para
promover a união e a continuidade das camadas de betão adjacentes ACI STANDARD 332-04
(2004). Para que se possa atingir a continuidade das armaduras ao longo da junta de betonagem da
Junta de encaixe
trapezoidal
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
16 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
peça de betão em causa, recorre-se a varões de espera que se encontram inseridos dentro da
camada de betão referente à 1ª fase de betonagem BUSSEL & CATHER (1995), MASCARENHAS
(2005). A existência de armaduras ordinárias é algo que complica a execução das juntas de
betonagem, já que por vezes se torna difícil de garantir a continuidade destas. A solução
frequentemente utilizada, consiste na utilização de varões de espera que são dobrados até o
recomeço da betonagem (Figura 2.8). Se não se tomarem as devidas medidas de precaução poderá
ocorrer uma dobragem excessiva dos varões, podendo em último caso levar à rotura da armadura. As
armaduras de espera devem estar devidamente fixas, para que durante os trabalhos de betonagem
não ocorra um desvio do seu posicionamento, podendo originar uma redução da distância de
recobrimento ou do “braço” do momento flector provocado por estas.
Figura 2.8 – Pormenor referente à colocação de armaduras de espera ao longo da junta de betonagem BUSSEL & CATHER
(1995) .
Para evitar o uso de armaduras de espera, a fim de evitar os problemas associados ao seu uso, por
vezes recorre-se a acopladores de armaduras BUSSEL & CATHER (1995), ACI STANDARD 330R-01
(2001), ACI STANDARD 332-04 (2004). No entanto, a utilização de soldadura também acarreta
diversos problemas. Desde logo o aumento de temperatura nos varões de aço aquando da sua
soldadura, pode levar a uma redução da sua resistência. O facto de se exigir que o suporte para a
soldadura se encontre limpo, a impossibilidade de se efectuar a soldadura sob chuva, a necessidade
de mão-de-obra especializada torna esta técnica inadequada para o efeito que se pretende.
Outros dos processos para se obter uma superfície de interface rugosa e criar a continuidade entre os
betões de diferentes idades da peça, são as redes de metal distendido. Esta tem vindo a ser uma das
técnicas com maior aplicação hoje em dia, devido à sua facilidade de aplicação e por garantir uma
boa resistência mecânica ao longo da junta MARTINS (2004), MASCARENHAS (2005).
A aparência proporcionada pelas juntas de betonagem em peças de betão à vista é um factor vital e
de extrema importância ACI STANDARD 303R-04 (2004). Muitas vezes é requerida uma superfície
lisa e regular para a junta de betonagem, no entanto, tal superfície é susceptível de arruinar e pôr em
causa o comportamento da junta de betonagem. Torna-se necessário encontrar um meio termo e
decidir qual dos métodos construtivos melhor se adequa face às exigências impostas. As ligeiras
discrepâncias na cor das diferentes camadas que compõem a junta de betonagem, é algo de
incontornável ACI STANDARD 303R-04 (2004). Estas variações devem-se a pequenas variações da
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 17
cor do cimento ou dos agregados, à dosagem do cimento, ou até mesmo devido a pequenas
variações da qualidade da cofragem
Juntas de betonagem devidamente formadas, preparadas e construídas são capazes de garantir uma
durabilidade semelhante aos betões que a formam BUSSEL & CATHER (1995), BROOK (1969).
Usualmente, a área envolvente a uma junta de betonagem apresenta uma maior porosidade GOMES
& CUNHA (2001). Esta maior porosidade facilita a passagem de água e aumenta a exposição da
superfície do betão ao ar. Tal situação poderá, a longo prazo, ter consequências para a peça de
betão estrutural, já que se encontram reunidas condições para a ocorrência do processo de corrosão
das armaduras existentes. A estanqueidade da peça poderá ficar comprometida, e no caso de
estruturas com a função de armazenar e transportar substâncias liquidas (reservatórios, canais, etc.)
o seu desempenho em serviço poderá estar em risco. Mesmo que a sua construção tenha sido bem
elaborada, poderá ocorrer alguma passagem de água pela junta ou humidade por efeito de
capilaridade. Em estruturas de transporte/armazenamento de água, é prática comum especificar
waterstops para serem aplicadas ao longo das juntas de betonagem, no entanto e segundo a BS
8007:1987, a sua aplicação não é necessária, desde que estas tenham sido devidamente
construídas.
Caso seja necessária a aplicação de dispositivos de retenção de água, waterstops, há que ter em
atenção qual o processo construtivo mais adequado para a elaboração da junta, já que a presença
destes dispositivos pode tornar inviável o uso de determinadas técnicas. O risco de danificar o
dispositivo de waterstop deverá ser tido em conta e técnicas como a escarificação do betão através
de martelos eléctricos, ou de métodos abrasivos, como por exemplo, jactos de areia, são
desaconselhados BUSSEL & CATHER (1995). A utilização de jactos de ar comprimido ou de água a
baixas pressões constitui umas das possíveis técnicas, com menor risco de danificar o dispositivo
waterstop BS 8007 (1987).
Enquanto uma camada de betão estiver em condições de ser revibrada, adjacente a ela poderá ser
colocada a nova camada de betão fresco, criando-se automaticamente um vínculo e uma
continuidade entre as camadas de betão de diferentes idades e assim prosseguir a betonagem da
peça. GOMES & CUNHA (2001) Caso esta condição não se verifique, deverá aguardar-se que o
betão termine o seu processo de endurecimento. A superfície de betão endurecida é então sujeita ao
seu devido tratamento, de forma a criar condições de aderência com o betão fresco. Após este
procedimento, existem condições para reiniciar a betonagem da peça, criando-se nesse local uma
junta de betonagem GOMES & CUNHA (2001).
Para o caso das juntas de betonagem verticais, os planos verticais onde elas se situam deverão ser
executados com o auxílio de cofragens provisórias GOMES & CUNHA (2001). Esta medida tem como
principal objectivo permitir que o betão fique correctamente compactado e espalhado até ao tardoz da
junta de betonagem. Segundo GOMES & CUNHA (2001), não é exigido a estas cofragens que
apresentem uma superfície de contacto lisa com o betão.
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
18 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Aquando da colocação do betão, deve-se ter em conta certos cuidados para a elaboração de uma
junta de betonagem eficaz. No reinício da betonagem, o betão fresco irá ficar em contacto com a
superfície tratada. Deve-se tentar evitar o “efeito de parede” na nova camada de betão fresco, que
será mais acentuado quanto maior a rugosidade presente na superfície do betão já endurecido
GOMES & CUNHA (2001). Como tal, e segundo a mesma bibliografia, recomenda-se que o betão
utilizado para a primeira betonagem seja mais argamassado, ou seja, que se aumente a dosagem de
cimento. Isto pode conseguir-se através da utilização de um traço devidamente estudado para a
situação, no entanto a utilização deste procedimento em obra não é relativamente prático. Outra das
maneiras simples de evitar o “efeito de parede” na camada de betão fresco, será utilizar um betão de
igual dosagem ao da primeira camada, mas com a supressão de algum do agregado mais grosseiro
GOMES & CUNHA (2001).
Nas peças de grande secção transversal, as juntas de betonagem deverão dispor de pequenas
caixas de endentamento, agregados salientes ou varões de espera MARTINS (2004). A base das
juntas de betonagem verticais poderá representar um local de fraqueza estrutural da junta. A base
das juntas poderá servir de local de acumulação de detritos, tais como peças de madeira, restos de
cofragens, pequenos arames de atar as armaduras ou outras partículas que possam existir no local
da betonagem. Estes elementos poderão afectar irremediavelmente o desempenho mecânico da
junta e a sua aparência, pelo que deverá ter-se especial atenção para estes casos.
Juntas de betonagem verticais devem ser formadas contra uma superfície que actue como cofragem
e que preferencialmente deverá ser disposta na vertical. Segundo BUSSEL & CATHER (1995), a
adopção de uma ligeira inclinação na superfície da interface da junta, provoca uma melhoria na
transferência e resistência da junta ao esforço transverso. Esta inclinação costuma ser da ordem dos
1/30 (horizontal/vertical) ( Figura 2.9). O aumento da resistência ao esforço transverso, deve-se ao
facto desta inclinação da superfície levar ao aparecimento de compressões ao longo da junta. No
entanto, esta questão nunca foi devidamente estudada, nem foram realizados quaisquer trabalhos
experimentais a fim de suportarem tal afirmação BUSSEL & CATHER (1995).
Figura 2.9 – Adopção de juntas de betonagem de pequena inclinação (BUSSEL & CATHER, 1995).
1ª Betonagem
Tipicamente 1:30
(exagerado na figura)
2ª Betonagem
Esforços de corte
aplicados ao longo
da junta
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 19
BROOK (1969), levou a cabo um estudo onde procurou identificar e avaliar os diferentes métodos de
elaboração de superfícies de cofragem para as superfícies das juntas de betonagem (“stop-ends”).
Para este autor, os materiais mais usuais para formar estas superfícies (“stop-ends”) são:
- madeira
- redes de metal expandido
- placas de polietileno
As placas de madeira, juntamente com as redes de metal distendido são hoje em dia os materiais
com maior expressão para este efeito. A elaboração de placas de madeira constitui uma tarefa lenta e
meticulosa como anteriormente foi referido, já que torna-se necessário moldar a placa de forma a
poder acomodar as armaduras ordinárias da peça de betão. Caso contrário terá que se utilizar
armadura de espera até à betonagem seguinte. Este facto ganha maior importância no caso das
lajes, devido à existência de uma armadura superior e inferior neste elemento. Outro dos senãos
deste material, é o facto deste criar uma superfície da junta de betonagem lisa. Este facto pode ser
corrigido aplicando um tratamento posterior à interface da junta de betonagem, de forma a criar a
rugosidade necessária.
Para fazer face aos problemas e desvantagens que as placas de madeira apresentam, surgem no
mercado as redes de metal distendido. A existência destas saliências na superfície da rede evita
preocupações relativamente à colocação das armaduras e à sua continuidade, evitando muito dos
problemas que se encontravam associados às placas de madeira. Outra das vantagens que estas
redes apresentam, é que estas têm a capacidade de criar uma superfície de interface rugosa devido
ao seu formato e às rugosidades existentes na sua superfície. Devido ao facto de estas serem de
metal, permite que sejam deixadas dentro da peça de betão conferindo um incremento para a
resistência mecânica da junta de betonagem. Como a existência e o aparecimento deste material
para a elaboração de juntas de betonagem é recente, a bibliografia ainda é bastante escassa
relativamente às redes de metal distendido e à sua influência na resistência mecânica da junta de
betonagem. Desta forma, decidiu-se adicionar ao plano experimental da presente dissertação, a
avaliação do comportamento mecânico de uma junta de betonagem, elaborada através de redes de
metal distendido.
As placas de poliestireno podem apresentar-se como uma aplicação fácil e económica de criar a
cofragem para a elaboração da junta. No entanto, devido à reduzida rigidez, torna-se necessário
dispor de dispositivos de fixação para estes materiais, já que a possibilidade de rotura sob o efeito da
pressão do betão fresco é algo que deve ser tido em conta BROOK (1969). Outro dos factores a ter
em conta é a possibilidade de verificar-se a adesão entre a peça de plástico e o betão no momento
da remoção desta peça, podendo originar algum desprendimento de betão da superfície da junta. No
final recomenda-se que se crie a rugosidade necessária na superfície da junta, já que a peça de
plástico não consegue produzir uma rugosidade adequada na interface da junta.
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
20 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
2.5. Tratamentos utilizados na interface da junta de betonagem
A qualidade de uma junta de betonagem depende essencialmente da qualidade do betão utilizado e
depende principalmente da textura e limpeza da superfície de contacto GOMES & CUNHA (2001). A
superfície de contacto deverá ser rugosa e limpa de quaisquer gorduras e agregados soltos, de forma
a permitir uma maior aderência com o betão fresco e assegurar a estanqueidade da junta GOMES &
CUNHA (2001).
Os tratamentos existentes para a interface da junta de betonagem têm os seguintes objectivos:
BUSSEL & CATHER (1995)
• Remover a camada de betão empobrecido, acção particularmente importante para o caso das
juntas de betonagem horizontais, onde o betão terá que suportar maioritariamente esforços
de compressão;
• Garantir uma correcta aderência entre os betões de diferentes idades, bem como garantir
uma transferência eficaz de esforços de corte e de tracção ao longo desta;
• Preparar a superfície da junta de betonagem, de tal forma que não ocorram mudanças
significativas no desempenho mecânico da peça de betão nem no seu aspecto visual;
ANDRÉ (2008), BUSSEL & CATHER (1995) referem que na altura da nova betonagem, a junta deve
estar limpa e molhada de maneira a que esta fique baça e sem água superficial. Segundo MARTINS
(2004), as faces do betão que formam as juntas de betonagem deverão ser rugosas, de modo a que
os agregados grossos do betão fiquem a descoberto até uma profundidade de aproximadamente
6mm. Para que se consigam atingir estes requisitos, é prática comum na área da Construção Civil
efectuar uma pequena delapidação da superfície do betão endurecido, visando a remoção da pasta
que cobre superficialmente o agregado mais fino. Em GOMES & CUNHA (2001), BUSSEL &
CATHER (1995) refere-se que deverá expor-se os agregados do betão já endurecido até uma
espessura da peça de betão na ordem dos 2 a 3mm. Esta operação deverá ser feita ainda com o
betão não endurecido, aspergindo com água a superfície e removendo a pasta em excesso por meio
de ligeira escovagem.
Segundo BROOK (1969), através de estudos experimentais para testar a resistência mecânica de
juntas de betonagem, os maiores valores para a resistência foram alcançados quando a betonagem
da camada posterior de betão foi feita contra uma superfície limpa, ligeiramente rugosa e seca.
Segundo os mesmos autores, uma junta bem conseguida é aquela que apresenta uma superfície
regular, sem apresentar saliências ou reentrâncias significativas. Sulcos deixados na superfície do
betão dificultam a correcta execução da junta, já que dificultam a limpeza da superfície, podendo
originar o fenómeno do “efeito de parede” GOMES & CUNHA (2001). BUSSEL & CATHER (1995)
referem que a superfície da junta deverá encontrar-se limpa, molhada, mas sem a presença de água
livre na superfície. “A presença de água na superfície da junta de betonagem, tem como objectivo
evitar que o betão endurecido absorva demasiada água de amassadura do betão fresco aquando da
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 21
sua colocação, permitindo assim que o processo de cura ocorra da melhor maneira possível e se
verifique uma retracção aceitável para a nova camada de betão” (MARTINS, 2004). Este processo
levará a uma diminuição da resistência da interface da junta de betonagem.
BUSSEL & CATHER (1995) salienta que o betão deve ser colocado entre 0,15 a 0,30 metros da junta
de betonagem e de seguida vibrado por forma a colocá-lo e movê-lo contra a cofragem da junta
vertical. Desta forma procura-se assegurar uma boa compactação do betão, bem como reduzir o risco
de danificar a cofragem da junta ou qualquer dispositivo de impermeabilização, por efeito da queda
do betão aquando das operações de betonagem. No caso de juntas de betonagem horizontais, assim
como para as juntas de betonagem verticais, a sua interface deverá apresentar-se limpa e seca,
molhada, mas sem a presença de água livre na sua superfície BUSSEL & CATHER (1995). Aquando
do recomeço da betonagem ter em atenção que por vezes a descarga inicial de betão proveniente do
camião-betoneira ou do meio de colocação do betão utilizado, poderá apresentar-se com falta de
finos THOMAZ (2001). Nos casos em que isto se verifica, deverá evitar-se a colocação deste betão
ao longo da superfície da junta. A boa prática recomenda que o betão seja espalhado ao longo da
área da junta até uma altura de cerca de 0,3metros e compactado continuamente ao longo de
intervalos de 0,5metros, por forma a minimizar o “efeito de parede” BUSSEL & CATHER (1995).
O emprego de adjuvantes e agentes ligantes à base de resinas de epóxidas ou de emulsões de látex,
também permite a execução de juntas de betonagem. Regra geral, este tipo de tratamento para a
interface da junta de betonagem é mais oneroso do que os métodos tradicionais, podendo a
Fiscalização dispensar a sua utilização caso tal não se mostre indispensável.
Hoje em dia existem diversos tratamentos para a execução de uma junta de betonagem. Os
diferentes tratamentos distinguem-se consoante o grau de endurecimento do betão, a localização na
estrutura e as exigências mecânicas da junta de betonagem. Caso o betão que constitui a junta ainda
não tenha endurecido e ainda se encontre fresco, estes tratamentos devem ser aplicados de uma
forma suave por forma a minimizar o desgaste no betão e minimizar o risco de remoção dos
agregados grossos SAUCIER & PIGEON (1991). A remoção dos agregados pode levar a um
enfraquecimento do betão que constitui a junta, com consequências para a resistência da junta.
GOMES & CUNHA (2001) referem que poderá ser efectuada uma pequena delapidação da superfície
da junta de betonagem por meio de uma pequena lavagem da superfície através de um jacto de
água. O jacto de água deverá ter uma intensidade suficiente para remover apenas a pasta superficial
de cimento que se encontra à superfície do betão GOMES & CUNHA (2001). Esta operação deverá
ser feita após o início de presa e logo que o betão comece a endurecer, para não permitir o
deslocamento dos grãos dos agregados grossos aquando do tratamento. Regra geral, este
tratamento tem intervalo de aplicação situada entre 4 a 12 horas após a colocação do betão GOMES
& CUNHA (2001). Este período de aplicação pode variar e depende de vários factores, tais como, a
temperatura ambiente e parâmetros que possam influenciar a velocidade de hidratação, utilização de
retardadores de presa ou outro tipo de adjuvantes no betão. ACI STANDARD 224.3R-95 (1995)
refere que neste caso o tratamento da interface deverá ser feito através duma limpeza da superfície
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
22 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
da junta recorrendo a um jacto de ar ou escova de pêlos de aço. A mesma bibliografia saliente
explicitamente que apenas se deverá recorrer a este tratamento, caso o betão ainda esteja
suficientemente mole para a camada de betão pobre ser removida, mas já consistente o suficiente
para prevenir o desprendimento dos agregados do betão. Imediatamente antes de se colocar a nova
camada de betão e de se reiniciar a betonagem da peça, a superfície deverá ser novamente limpa
com a aplicação de um jacto de água ou de ar comprimido, para retirar essencialmente a película
superficial de cimento hidratado originada pela água da primeira lavagem GOMES & CUNHA (2001).
Deve também procurar-se remover quaisquer detritos remanescentes ou materiais estranhos da
superfície do betão e que possam prejudicar o comportamento da junta de betonagem.
Se a lavagem e limpeza inicias por qualquer motivo não forem feitas e o betão já estiver num estado
mais avançado do processo de endurecimento, o tratamento da interface deverá ser feito de uma
outra forma. Para tal, poderá recorrer-se à aplicação de um jacto de areia seguido de uma lavagem e
secagem superficial GOMES & CUNHA (2001). Saliente-se que este procedimento permite eliminar a
operação de limpeza inicial e é sobretudo recomendável em obras envolvendo grandes massas de
betão e peças de grande volumetria. Caso o betão já tenha iniciado o seu processo de presa, ACI
STANDARD 224.3R-95 (1995) define que se utilizem jactos de areia ou jactos de água em alta
pressão para preparar a superfície da junta de betonagem. Outro dos processos correntemente
utilizados é o de “escarificar” a superfície da junta de betonagem. Este processo é frequentemente
conseguido através dum martelo pneumático. Através do martelo pneumático, procura-se criar
pequenos alvéolos na superfície do betão e remover a pasta de cimento endurecida que cobre os
agregados. Desta forma é possível obter uma superfície de contacto rugosa entre os betões de
diferentes idades.
Segundo MARTINS (2004), antes de se recomeçar a betonagem e se o betão que constitui a junta já
se encontrar endurecido, a superfície da junta de betonagem deverá ser convenientemente picada e
limpa. Deve evitar-se que existam agregados sem aderência à superfície do betão endurecido, ou
com tendência a desprenderem-se aquando da colocação da nova camada de betão fresco. A
superfície deverá de seguida ser abundantemente molhada, não se iniciando a betonagem enquanto
houver concentração de água nas imediações da junta ou se encontre água a escorrer pela interface.
É importante que não se molhe excessivamente a superfície da camada de betão endurecido, para
que esta se encontre superficialmente seca antes da colocação do betão fresco GOMES & CUNHA
(2001), ACI STANDARD 224.3R-95 (1995), BUSSEL & CATHER (1995). Este procedimento é
essencial para quando se deseja uma junta estanque, devendo nestes casos a superfície ser
molhada durante várias horas sem interrupção BS 8007 (1987). Segue-se um quadro ilustrativo dos
diferentes tipos de tratamentos disponíveis para as juntas de betonagem e os respectivos campos de
aplicação. Tais tratamentos serão abordados no capítulo seguinte em conformidade com aqueles que
irão ser alvo do programa experimental desta dissertação BUSSEL & CATHER (1995).
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 23
Quadro 2.1 - Quadro resumo dos tratamentos disponíveis para a interface das juntas BUSSEL& CATHER (1995)
Para que estes tipos de tratamento sejam efectivos e que não ocorram grandes demoras nos
trabalhos, deve existir um plano de trabalhos que defina os prazos e planos de retirada dos moldes,
ou colocação das armaduras nos locais das juntas de betonagem, por exemplo.
2.6. Comportamento Mecânico das Juntas de Betonagem
Uma junta de betonagem será sempre um ponto de fraqueza estrutural, já que a continuidade e o
monolitismo da estrutura é interrompido ACI STANDARD 224.3R-95 (1995). A BS 8110-2:1985
Tratamento para obtenção de uma superfície rugosa para a junta de
betonagem
Processo de aplicação numa junta vertical
Processo de aplicação numa junta horizontal
Jacto de ar abrasivo ( o tubo do jacto deverá conter um filtro de forma a evitar o risco da expulsão de óleo pelo jacto para
o betão)
Recomendável para uso durante as 2 a 4
horas seguintes à betonagem. Nem sempre
prático, excepto quando o betão apresenta
aceleradores de presa. Baixo risco de
causar danos à superfície da junta
Usar entre 2 a 4 horas após a
betonagem da peça. Baixo risco
de causar danos à junta
Escovagem através de uma escova de cabeça suave, auxiliado com um ligeiro
spray de água
A não ser que se utilize um retardador de
presa para o betão, a sua superfície poderá
ficar demasiado dura para que este método
seja viável. Aplicar após a remoção da
cofragem da junta
Aplicar 4 horas após a
betonagem. No caso da presença
de dispositivos “waterstops”
poderá tornar-se impróprio e com
risco de danificar este dispositivo
Jacto de água suave a baixas pressões directamente na superfície da junta
Apresenta as mesmas especificações que
o tratamento exposto anteriormente. No
entanto, permite que o seu uso seja viável
aquando da presença de dispositivos
“waterstops”. Intervalo de aplicação até 6
horas após a betonagem
Apresenta as mesmas
especificações existente para as
juntas verticais
Escovagem através de uma escova de aço, auxiliado com um ligeiro spray de
água
Possível de ser aplicado até 24 horas após
a betonagem da peça.
Apresenta as mesmas
especificações existentes para as
juntas verticais
Escarificação da superfície da junta através de um dispositivo percursor (habitualmente martelo pneumático)
Recomenda-se que apenas seja utilizado 2
a 3 dias após a betonagem da peça.
Pretende-se desta forma evitar o risco de
soltar e desprender agregados da
superfície da junta.
Apresenta as mesmas
especificações existentes para as
juntas verticais
Jacto de areia abrasivo
Processo de aplicação semelhante ao da
escarificação através de martelo
pneumático. Método não muito prático em
secções pouco espessas. Detritos de areia
irão ficar espalhados pelo local da
betonagem, exigindo uma limpeza posterior
Apresenta as mesmas
especificações existentes para as
juntas verticais
Capítulo 2 - Juntas de Betonagem m
24 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
recomenda que o número de juntas existentes numa estrutura deve ser sempre o mínimo necessário
para a sua execução.
Da gama de esforços actuantes numa peça de betão, é a tracção e o corte aqueles que mais
influenciam o dimensionamento de uma junta de betonagem. O betão apresenta um comportamento
mecânico onde a principal característica é o facto de este apresentar uma resistência reduzida à
tracção. Devido a esta característica, não se deverá ter em conta a resistência à tracção das
camadas de betão para o dimensionamento das juntas de betonagem GOMES & CUNHA (2001).
BUSSEL & CATHER (1995) concluíram que para uma viga com a presença de uma junta de
betonagem vertical, a presença desta em nada influencia a resistência à compressão ou a rigidez da
peça. Esta conclusão só é válida se anteriormente quaisquer detritos soltos tiverem sido removidos
da superfície da interface e se tenha verificado uma correcta compactação do betão nas imediações
da junta BUSSEL & CATHER (1995). O mesmo se pode concluir para uma junta de betonagem
sujeita a esforços de corte e a momentos flectores, não ocorrendo alterações consideráveis na
capacidade resistente à flexão de uma viga ou laje BUSSEL & CATHER (1995). Segundo os mesmos
autores, esta conclusão não é válida mesmo quando se estiver em presença de uma interface lisa e
sem qualquer tratamento ao longo da junta de betonagem. A presença de fendilhação ao longo da
junta é algo bastante provável de acontecer neste caso. Segundo JÚLIO, BRANCO, SILVA &
LOURENÇO (2005), a resistência à tracção de uma junta de betonagem decresce com o aumento do
intervalo de tempo entre a betonagem inicial e a betonagem do novo substrato.
BUSSEL & CATHER (1995) referem que desde que se adopte uma armadura de tracção mínima para
fazer face à fendilhação do betão ao longo da junta, raramente se assistirá a uma abertura de fendas
superior a 0,3mm para um comportamento em serviço. A principal preocupação para a localização e
disposição de uma junta de betonagem é a garantia de se obter uma transferência adequada de
esforço transverso e a continuidade da flexão ao longo da junta KIND-BARKAUSKAS (2002). ACI
STANDARD 224.3R-95 (1995) defende que a continuidade da flexão deverá ser obtida através de
armaduras dimensionadas para o efeito. Já a transferência de esforço transverso ao longo da junta
deverá ser conseguida através do efeito de fricção ao longo da superfície da junta e entre as
camadas de betão de diferentes idades.
Em BUSSEL & CATHER (1995), BS 6089:1981 (1981), BROOK (1969), GOMES & CUNHA (2001),
concluiu-se que em secções onde as superfícies da junta de betonagem sejam lisas e não se tenha
procedido a uma tratamento adequado, apresentam uma resistência ao corte cerca de 40% inferior à
de uma secção monolítica. Estas conclusões reforçam a ideia da importância de se aplicar um
tratamento correcto à interface da junta, através da criação duma interface rugosa, com o objectivo de
garantir uma resistência adequada ao esforço transverso e tracção.
BROOK (1969) levou a cabo um estudo experimental onde procurou analisar a influência das
cofragens e dos métodos de preparação da interface na resistência mecânica das juntas de
betonagem. Este autor e ACI STANDARD 330R-01 (2001) referem que por vezes uma junta mal
executada pode trazer vantagens para a peça estrutural. Assim, se a junta de betonagem não tiver
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 25
como exigência estrutural evitar a passagem e a contenção de substâncias líquidas, existem
situações onde é preferível que as fendas no betão se desenvolvam nessa junta mal executada do
que em outro lugar qualquer da peça. Através desta junta mal elaborada, que na realidade acabará
por se comportar como uma junta de dilatação, desenvolver-se-ão fendas devido à retracção do
betão, e desta forma poderá controlar-se o seu aparecimento e a sua localização na peça. Desta
forma, minimiza-se a fendilhação aleatória e permite-se uma melhoria estética final na estrutura em
causa. Caso a junta seja devidamente elaborada, as fendas no betão devido à retracção do betão
podem ocorrer em qualquer local da peça. BROOK (1969) refere que esta filosofia é apropriada
sempre que as exigências à resistência mecânica, durabilidade e permeabilidade da junta não sejam
um factor primordial para a junta de betonagem.
De qualquer das formas, uma junta de betonagem deve ser elaborada e localizada de tal forma que
não influencie a resistência global da estrutura onde se encontra inserida BUSSEL & CATHER
(1995). Assim, deverá ter-se o cuidado de conseguir atingir uma correcta transmissão de esforços ao
longo da junta, nomeadamente esforços de corte e de tracção ACI STANDARD 350/350R (2006).
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
26 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência mecânica
3.1. A Rugosidade da Superfície Da Interface
RAMIREZ & DIAZ (1975), TRINKER (2006), JÚLIO, BRANCO, SILVA, & LOURENÇO (2004) e
outros, através de ensaios e de estudos elaborados nesta área, concluíram que o factor de maior
importância para a resistência da interface entre o betão fresco e o betão endurecido é a sua
rugosidade. Ou seja, a resistência mecânica de uma junta de betonagem está directamente
relacionada com a rugosidade da superfície da interface. A rugosidade faz-se sentir ao nível do atrito
e da aderência entre os betões de diferentes idades, já que o aumento da rugosidade do betão
permite obter uma melhor aderência entre o betão existente e o novo ABU-TAIR & RIDGEN (1997).
Desta forma, a prática corrente na execução de juntas de betonagem consiste, em primeiro lugar, em
aumentar a rugosidade da superfície da interface do betão endurecido.
A classificação da rugosidade de um substrato é algo de bastante relativo. Normalmente ela é
definida apenas qualitativamente através da observação da superfície da interface e classificando-a
como lisa ou rugosa. Segundo o EC2, “ na ausência de informação mais detalhada, as superfícies
podem ser classificadas como muito lisas, lisas, rugosas ou recortadas”. Já ACI STANDARD 503.1
(1978) especifica apenas duas categorias de rugosidade enquanto a norma BS 8110-2:1985 apenas
especifica o equipamento que deve ser utilizado para a obtenção dessa rugosidade.
A obtenção de uma superfície rugosa para a interface da junta é conseguida à custa de variadas
técnicas. A bibliografia existente referente a estas técnicas é vasta, no entanto pouca é aquela que
refere e quantifica os ganhos/perdas da resistência mecânica provocados por cada uma das técnicas.
Com o desenvolvimento desta dissertação propôs-se efectuar um estudo comparativo entre as
diversas técnicas, no que se refere ao comportamento mecânico à tracção das juntas de betonagem.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 27
Figura 3.1 – Exemplo ilustrativo de juntas de betonagem com diferentes interfaces e rugosidades.
BETT, KLINGER, & JIRSA (1988), THE CONCRETE SOCIETY (1988), TASSIOS & VINTZELEOU
(1987), referem que a rugosidade da superfície de interface entre betões de diferentes idades pode
ser conseguida através do seu tratamento com jacto de areia. Esta técnica é essencialmente utilizada
para as juntas de betonagem de pilares e elementos verticais. Esta é uma técnica com pouca
expressão em Portugal e apenas viável em obras envolvendo grandes quantidades de betão e peças
de grande volumetria. Como tal, esta técnica foi excluída do programa experimental da presente
dissertação, pelo que não serão efectuadas grandes referências a esta técnica, deixando-se ao
cuidado do leitor a consulta de bibliografia especializada.
ALCOCER & JIRSA (1990), THE CONCRETE SOCIETY (1988), salientam que ao expor os
agregados do betão já endurecido, por meio de um martelo pneumático, foi possível obter um
incremento da resistência da interface em relação a uma superfície lisa e sem rugosidade.
STOPPENHAGEN, JIRSA, (1995) indicam que quando a rugosidade da superfície é aumentada por
meio de martelos eléctricos, a peça acaba por comportar-se praticamente como monolítica, não
ocorrendo grandes perdas da sua resistência mecânica.
Em trabalhos anteriormente elaborados por ALCOCER & JIRSA (1990), é referido que picando toda a
superfície da interface através de uma escova dura até expor os agregados, seguido de uma
pequena limpeza e remoção de possíveis pequenos detritos através de um jacto de ar, foi possível
melhorar a aderência e o desempenho mecânico da interface. As técnicas de tratamento da
superfície da junta com jactos de água e com jactos de areia são consideradas pela maioria dos
autores, aquelas que melhores resultados apresentam.
Em artigos elaborados por ABU-TAIR & RIDGEN (1997), TRINKLER (2006), THE CONCRETE
SOCIETY (1988), BUSSEL & CATHER (1995) foi concluído que qualquer tratamento da rugosidade
da superfície é adequado para transferir esforços de corte, desde que a camada superficial de betão
seja removida e que se exponham alguns dos agregados do betão. Estudos levados a cabo por
JÚLIO, BRANCO, SILVA, & LOURENÇO (2006) mostram que a resistência da ligação entre uma
camada de betão fresco e betão já endurecido é bastante influenciado pela rugosidade da interface
de ligação. Através de uma quantificação da rugosidade da interface da junta, estes autores
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
28 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
procuraram obter uma correlação entre a resistência da junta e a sua rugosidade. Segundo estes
autores, é possível efectuar uma correlação entre a resistência à tracção da junta de betonagem e a
rugosidade da sua interface.
Qualquer que seja o tipo de tratamento aplicado, toda a bibliografia consultada é unânime ao afirmar
que existe a necessidade de aumentar a rugosidade da superfície de betão existente. Este aumento
da rugosidade tem como objectivo “… atingir o embricamento mecânico dos agregados e obter uma
estrutura de poros abertos no substrato para absorver o betão fresco.” JÚLIO (2001). Este aumento
da rugosidade é fundamental para que a peça de betão em causa consiga atingir um comportamento
semelhante ao de uma peça monolítica.
Para atingir os objectivos propostos por esta dissertação, foi elaborado um plano experimental com o
objectivo de estudar e comparar o comportamento mecânico à tracção de juntas de betonagem. Após
pesquisa bibliográfica e contacto directo com directores de obra, foi decidido que este estudo seria
baseado nas técnicas correntemente mais utilizadas na área da Construção Civil. Assim, foram
estudadas as seguintes situações:
• Superfície sem junta de betonagem (peça monolítica) (referência);
• Junta de betonagem onde a superfície da interface não foi alvo de qualquer tipo de
tratamento;
• Superfície da junta preparada com escova de pêlos de aço;
• Superfície picada com martelo pneumático (com e sem humedecimento prévio da interface);
• Superfície picada e tratada com um composto à base de resinas epóxidas;
• Junta de betonagem criada e constituída por uma rede de metal distendido com e sem
tratamento à base de resinas epóxidas;
A decisão de estudar a influência do pré-humedecimento da superfície picada com martelo
pneumático, no comportamento da junta de betonagem, deve-se ao facto de a bibliografia existente
ser um pouco contraditória neste aspecto.
3.1.1. Superfície da interface preparada com escova de pêlos de aço
Um dos procedimentos para a obtenção de uma superfície rugosa para a interface da junta de
betonagem é a escovagem da superfície do betão já endurecido, através de uma escova com pêlos
de aço.
Esta escovagem tem como objectivo pôr a descoberto os agregados da camada de betão endurecido,
como forma de criar uma superfície rugosa. Esta técnica é sobretudo utilizada em pequenas peças de
pequena volumetria, já que em peças grandes torna-se um processo bastante moroso e pouco
rentável. Esta técnica tem uma duração de aplicação algo demorada quando comparada com outras
técnicas actualmente utilizadas e o facto desta exigir bastante trabalho manual, tem levado a que a
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 29
sua utilização seja reduzida. Quanto à resistência mecânica obtida por esta técnica, TALBOT,
PIGEON, BEAUPRÉ, & MORGAN (1994) referem que em ensaios experimentais levados a cabo,
obteve-se uma resistência à tracção reduzida quando comparado com outras técnicas de tratamento
da interface da junta. No entanto, em JÚLIO, BRANCO, SILVA & LOURENÇO (2004), obteve-se uma
resistência à tracção da junta superior àquela onde a superfície da interface fora conseguida através
da sua escarificação com um martelo pneumático. Segundo JÚLIO (2001), apesar de com este
tratamento apenas se remover o “vidrado” da superfície original da junta e ser difícil expor-se os
agregados, foi possível obter valores elevados para a resistência ao corte e à tracção quando
comparado com os outros tratamentos. Através da preparação da interface da junta recorrendo à
escarificação do betão, é possível obter uma superfície com uma rugosidade adequada e capaz de
garantir bons desempenhos mecânicos ao corte e à tracção para a junta de betonagem MONLS
(1974).
3.1.2. Superfície da Interface Picada com Martelo Pneumático
Juntas de betonagem onde se recorreu à escarificação da superfície do betão endurecido,
nomeadamente através de martelos pneumáticos, constitui uma das técnicas actualmente mais
utilizadas neste campo ACI STANDARD 224.3R-95 (1995). Esta técnica consiste em remover a
camada danificada do betão endurecido através de um martelo pneumático ( Figura 3.2). No entanto
ela, pode não constitui boa prática profissional. Um dos pequenos senãos deste método, é o facto de
quando não aplicado de uma forma correcta, o excesso de vibração causado pelo martelo
pneumático pode causar microfissuração no betão, levando a um enfraquecimento da interface JÚLIO
(2001).
Figura 3.2 – Exemplo ilustrativo da escarificação da interface duma junta de betonagem com recurso a um martelo pneumático
Segundo TALBOT, PIGEON, BEAUPRÉ, & MORGAN (1994), qualquer método que provoque a
microfissuração do betão deve ser evitado. Segundo os mesmos autores, deverá limitar-se ao
máximo a massa do martelo pneumático, como forma de reduzir o aparecimento deste efeito. Se tal
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
30 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
for feito, uma utilização cuidadosa de martelos pneumáticos para escarificar a superfície da interface
e criar a rugosidade necessária, não irá danificar de forma significativa o substrato TALBOT,
PIGEON, BEUAPRÉ, & MORGAN (1994).
Em estudos mais recentes levados a cabo em Portugal por JÚLIO (2001), JÚLIO, BRANCO, SILVA &
LOURENÇO (2004), verificou-se que para uma superfície picada parcialmente, verificam-se valores
de resistência ao corte e à tracção superiores quando comparado com a situação limite de se utilizar
uma superfície da junta sem qualquer tratamento. No entanto, os valores observados foram inferiores
aos obtidos com um tratamento através de escova de pêlos de aço, ou quando a interface foi tratada
com jacto de areia.
3.2. Pré-humedecimento da interface da junta
O recurso ao pré-humedecimento da interface da junta de betonagem é uma questão que provoca
opiniões diversas e contraditórias por parte da bibliografia existente. Não há um consenso em torno
desta questão, nem qual deverá ser a posição a tomar por parte dos intervenientes e responsáveis
pela elaboração da junta de betonagem. De facto, verifica-se a existência de normas regulamentares
e códigos com posições contraditórios no que a este tema diz respeito.
Figura 3.3 – Pré-humedecimento da interface da junta de betonagem momentos antes de se iniciar a retoma da betonagem
Segundo EMMONS (1994), o nível de humidade do substrato pode ser crítico para atingir a
aderência. Segundo este autor, uma superfície demasiado seca poderá por em causa o desempenho
de uma junta de betonagem. Se uma junta se encontra demasiado seca, ao ser retomada a
betonagem, o betão velho tenderá a absorver a água de amassadura da nova camada de betão
fresco. Uma absorção excessiva de água por parte do betão mais antigo, levará à ocorrência de
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 31
fenómenos de retracção excessiva do betão novo, com consequências ao nível da ocorrência de
fendilhação no betão fresco. Por outro lado, humidade excessiva no substrato pode fechar os poros
deste e impedir a absorção e aderência entre o betão fresco e o betão endurecido TRINKER (2006).
EMMONS (1994), refere que um meio saturado com a superfície seca é a melhor solução a adoptar.
SAUCIER & PIGEON (1991), afirmam que o humedecimento do betão de base não revelou grandes
alterações na resistência da interface.
RAMIREZ & JULHO (1975) afirmam que a presença de uma camada de água na interface impede a
formação de um contacto perfeito entre as camadas de betão, diminuindo a aderência entre
camadas. Em JÚLIO, BRANCO, SILVA & LOURENÇO (2006) foi realizado um estudo experimental
em que se avaliou a resistência à tracção de diferentes tipos de juntas de betonagem, onde a
rugosidade da sua interface fora conseguida através de diferentes técnicas. Através dos seus
trabalhos experimentais, pode concluir-se que o pré-humedecimento da superfície da interface não
influenciou a resistência à tracção da junta e que o seu efeito é insignificante para a resistência da
junta de betonagem. O mesmo foi concluído em BLACKLEDGE (1987) e KIND-BARKAUSKAS
(2002).
Para AUSTIN, ROBINS, & PAN (1995), tanto o parâmetro da humidade da superfície, como a
distribuição da humidade dentro do substrato são importantes. Encontrando-se a superfície de
contacto humedecida, aquando da colocação da nova camada de betão fresco, segundo estes
autores, haverá uma migração da água de hidratação do betão novo para as capilaridades do betão
endurecido. Por outro lado, também haverá uma migração de água presente no substrato do betão
velho para o betão fresco, originando a hidratação do betão fresco BUSSEL & CATHER (1995). Este
autor refere que não haverá grandes diferenças no comportamento da interface entre os betões de
diferentes idades, pois os processos que segundo ele se desenvolvem, não irão influenciar nem
trazer consequências para o seu desempenho mecânico. AUSTIN, ROBINS, & PAN (1995) sugere
que o desempenho mecânico de uma interface saturada com superfície seca é melhor do que com
uma superfície molhada. No entanto, torna-se necessário aprofundar mais os conhecimentos nesta
área devido à diversidade de opiniões existentes.
Esta divergência de opiniões em relação ao pré-humedecimento da junta de betonagem, é também
verificado em algumas regulamentações existentes. Por exemplo, ACI STANDARD 224.3R (1995)
recomenda que a aplicação do betão fresco se faça sobre uma superfície de betão seca, a excepção
é em dias quentes, onde se deverá humedecer a interface como forma de reduzir a sua temperatura
e reduzir a retracção do betão. Já BS 8007 (1987) recomenda molhar ligeiramente a superfície do
betão velho, durante pelo menos 24 horas antes da aplicação da nova camada de betão.
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
32 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
3.3. Superfície da interface tratada com agentes ligantes
Hoje em dia por vezes recorre-se a agentes ligantes sintéticos para garantir a aderência entre betões
de diferentes idades em juntas de betonagem. Segundo JÚLIO (2001), ASRM C881 (2002), ACI
STANDARD 503.2 (1992), os agentes ligantes mais utilizados hoje em dia são as resinas epóxidas e
as emulsões de látex. A sua utilização deve-se sobretudo a:
• facilidade da aplicação destes produto (versatilidade). A grande gama de propriedades físicas
e químicas associadas às resinas epóxidas torna o seu uso adequado para praticamente
qualquer situação (reparação, reforço, colagem, etc.);
• elevado rendimento;
• cura à temperatura ambiente;
• aumento gradual do “pot-life” do produto permitindo operações de retoma prolongadas. Em
geral esse período varia entre os 35 e 120 minutos para uma temperatura de 20ºC;
• elevada aderência a substratos minerais, mesmo que húmidos;
• isenção de solventes;
• excelentes qualidades adesivas, não só com betão mas também com praticamente todos os
materiais de construção;
• resistentes a ataques de ácidos, óleos, alcalis e solventes;
• apresentam baixa retracção, rápido endurecimento e alto grau de impermeabilização;
Os componentes à base de epóxidas são geralmente formulados em duas ou mais partes. Quase
sempre a parte A é aquela que contém a resina de epóxidas, enquanto a parte B contém o material
de endurecimento. As resinas epóxidas caracterizam-se por apresentar uma grande capacidade de
adesão a praticamente qualquer material, desde que se tenha aplicado um tratamento adequado à
superfície que irá receber a resina ACI STANDARD 503.2 (1992). Das várias razões que tornam as
resinas epóxidas um material de adesão, destacam-se:
• Podem apresentar-se no estado líquido e mesmo assim não apresentarem nenhum solvente
volátil;
• Aderem à maioria dos materiais usados na construção;
• Não se geram resíduos do processo de endurecimento da resina;
• Retracção baixa;
• Boa estabilidade dimensional e química a longo prazo;
• Apresentam uma boa resistência à tracção e compressão;
• Formulações apropriadas para as resinas epóxidas podem permitir que estas apresentem
boa resistência à água, humidade, ácidos entre outros factores ambientais;
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 33
A correcta preparação da superfície que irá receber a resina epóxida é fundamental para se atingir
uma boa ligação entre os betões, já que esta capacidade está directamente relacionada com as
características da superfície ABU-TAIR & RIDGEN (1997). Assim, recomenda-se que esta superfície
se apresente limpa, livre de partículas soltas, seca e sem água na sua superfície, devendo a
temperatura de aplicação ser a mais indicada para a colocação do agente ACI STANDARD 503.1
(1978). Esta temperatura de aplicação depende de fabricante para fabricante e de produto para
produto é fundamental para uma boa adesão ao betão e garantir um bom comportamento da resina
ao longo do tempo CORREIA (1993).
Os métodos utilizados para a preparação da superfície onde irá ser aplicada a resina de epóxidas
dependem sobretudo do tipo de superfície em causa, da sua extensão e da sua localização. Caso os
trabalhos de preparação da superfície envolvam a necessidade de remover alguma porção de betão,
tal deverá ser conseguida através de meios mecânicos (martelos eléctricos por exemplo). No entanto,
ACI STANDARD 503.5R (1992) salienta que a potência do aparelho em causa deverá ser
devidamente controlada para evitar a introdução de micro-fissuração no betão. Nas superfícies onde
não é requerida a remoção de betão, deverão ser removidas todas as substâncias detríticas
presentes através de métodos pouco agressivos para a interface, tais como a utilização de escovas
de pêlos de aço, equipamento de ar comprimido ou abrasão através de jacto de areia ou água
BUSSEL & CATHER (1995) ( Figura 3.4). Caso se opte por recorrer a um equipamento de ar
comprimido, este deverá estar devidamente equipado com dispositivos que evitem que seja expelida
água ou óleo do equipamento utilizado, evitando-se assim a contaminação da superfície ACI
STANDARD 503.6R (2007).
Figura 3.4 – Superfície da interface da junta onde se procedeu a uma ligeira remoção de betão para a aplicação dum agente
ligante para posteriormente se efectuar a retoma de betonagem.
Antes de se aplicar o agente ligante na interface da junta, todo o material solto já deve ter sido
previamente removido, bem como gorduras ou óleos existentes na superfície da junta. A sua
aplicação pode ser feita à trincha, escova, rolo ou pistola, conforme a natureza e dimensões da
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
34 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
superfície e o plano de colocação da nova camada de betão ( Figura 3.5). O agente ligante deverá
ser aplicado numa espessura tal e qual a recomendada pelo fabricante do produto. A aplicação do
betão deverá ser feita de acordo com o valor do pot-life do produto em causa.
Figura 3.5 – Exemplo de aplicação dum agente ligante à base de látex através duma trincha.
Caso a película epóxida tenha perdido a sua capacidade de promover adesão, deverá aplicar-se uma
nova camada de agente ligante, imediatamente antes da colocação do novo betão ACI STANDARD
503.2 (1992). Se por sua vez a película já tiver perdido a sua capacidade de aderência, esta deverá
ser removida com escova de aço, disco abrasivo ou de preferência com um ligeiro jacto de areia,
devendo a sua aplicação ser repetida.
Em conformidade com as propriedades do grupo polimérico onde se encontra inserida
(termoendurecíveis), as resinas epóxidas não derretem quando sujeita a temperaturas elevadas.
Normalmente as propriedades das resinas epóxidas não são substancialmente alteradas sob a acção
de temperaturas inferiores à da temperatura de distorção, tal como é medido pela norma ASTM D
648. Para temperaturas sensivelmente inferiores a 10ºC, verificam-se alterações na rigidez e na
resistência química à medida que se vai diminuindo a temperatura (J.B. AGUIAR). A partir dos 300ºC
a maioria das resinas acabam por volatilizar MONTEMOR, MARGARIDO, & COLAÇO (2005).
A grande sensibilidade das resinas a temperatura elevadas torna inviável contar com a sua
contribuição na resistência à acção do fogo. Segundo (J.B. AGUIAR), a partir de 100ºC há redução da
aderência de resinas epóxidicas e outros ligantes sintéticos como as emulsões à base de látex. Desta
forma e devido à diminuição de aderência que verificada a temperaturas elevadas, normalmente fixa-
se um limite de 50ºC para a sua utilização CORREIA (1993). (J.B. AGUIAR) refere que devem utilizar-
se sistemas de protecção contra o fogo para os locais das junta quando situadas em locais com risco
elevado de incêndio. Os mesmos autores desaconselham o recurso a juntas de betonagem obtidas
através do uso de agentes ligantes, nomeadamente resinas epóxidas, em zonas de risco de incêndio
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 35
elevado. Sob altas temperaturas, os agentes ligantes perdem a sua capacidade de aderência,
verificando-se nestas situações uma redução considerável da resistência mecânica da junta ( Figura 3.6 e Figura 3.7). Nas imagens seguintes, é possível observar a variação da aderência de duas
resinas epóxidas em função da temperatura.
Quadro 3.1 – Propriedades mecânicas das resinas epoxídicas (J.B. Aguiar).
Identificação Resistência à compressão (MPa) Resistência à flexão (MPa)
Resina 1 90 45
Resina 2 100 90
Figura 3.6 – Variação da aderência de duas resinas epóxidicas com a temperatura em colagens argamassa endurecida/
argamassa endurecida (J.B. Aguiar).
Figura 3.7 – Variação da aderência de duas resinas epóxidicas com a temperatura em colagens argamassa
endurecida/argamassa fresca (J.B. Aguiar).
Quanto ao desempenho mecânico que este tipo de produtos consegue garantir, a bibliografia
existente é imprecisa. Um das causas que justifica esta discrepância de resultados obtidos, é o de
existir uma enorme variabilidade de factores e de parâmetros que influenciam a resistência mecânica
da interface e o comportamento do agente ligante. No entanto, ACI STANDARD 503.2 (1992) refere
que as resinas epóxidas se caracterizam por possibilitarem uma adesão rápida a uma superfície de
betão e em pouco tempo consegue com que a peça se comporte como monolítica. Na tabela seguinte
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
36 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
apresentam-se algumas das suas características mecânicas e comparação com os valores obtidos
para o betão.
Quadro 3.2– Quadro comparativo entre as características mecânicas usuais do betão e de produtos à base de resinas
epóxidas (ACI Standard 503.5R-92, 1992).
Resistência àflexão (MPa)
Resistência àtracção (MPa)
Resistência àcompressão (MPa)
Alongamento ∆ (%)
Betão 3,4 – 6,9 2,1 – 4,8 20,7 – 68,9 0,001
Produtos à base de epóxidas
10,3 – 34,1 3,4 – 48,9 3,4 – 82,7 0,2 a 150
Estes agentes ligantes apresentam uma grande capacidade de aderência, de tal forma que a sua
resistência à tracção é superior à do betão, garantido uma perfeita ligação entre o betão novo e o
betão antigo.
No campo dos agentes ligantes para betões de diferentes idades, a oferta de mercado é bastante
variada. Os agentes que neste campo têm maior expressão na indústria da construção são as resinas
epóxidas MONTEMOR, MARGARIDO, & COLAÇO (2005). No entanto e segundo GOMES & CUNHA
(2001), a aplicação de um elemento ligante à base de resinas epóxidas, não melhora a resistência
mecânica da junta de betonagem, desde que previamente tenha sido aumentada a rugosidade da
superfície da junta. Ou seja, desde que as devidas medidas tenham sido tomadas para aumentar a
rugosidade da superfície da junta, a aplicação de uma resina epóxida para garantir a aderência entre
os substratos de betão de diferentes idades é desnecessária.
Aquando das visitas a algumas obras, fui confrontado com a utilização de agentes ligantes à base
duma emulsão de látex, como elemento de ligação entre os betões de diferentes idades. Segundo os
Directores de Obra contactados, a utilização deste elemento de ligação deve-se ao facto de ser mais
económico e de rápida e fácil aplicação. Por outro lado, contactando diversos fabricantes de materiais
de construção e revendedores destes produtos, foi unânime a opinião que a utilização de agentes
ligantes à base de látex não constitui boa prática. Salientam que o seu uso apenas deve ser dirigido a
peças com pouca importância na resistência estrutural da estrutura onde se inserem e sujeitas a
carregamentos reduzidos. Segundo estes, as emulsões de látex não têm capacidade para garantir
uma aderência adequada entre os betões de diferentes idades quando sujeitas a carregamentos
estáticos e dinâmicos consideráveis, acabando por comprometer a resistência à rotura da junta.
Sendo assim, apenas se recomenda a utilização de agentes ligantes à base de emulsões de látex em
argamassas de alvenaria, rebocos ou betonilhas.
O pot-life é o tempo de aplicação disponível do agente ligante, a partir do momento em que este é
elaborado. Este é um valor que varia consoante o fabricante. Se a aplicação do agente ligante for
feita após o seu pot-life ter sido ultrapassado, o agente verá reduzido a sua capacidade de ligação e
poder de união entre os betões de diferentes idades SIKA (2002). Caso isto se verifique, a interface
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 37
apresentará uma superfície envidraçada e a sua resistência será bastante reduzida (SAUCIER &
PIGEON (1991). Como tal, o pot-life do agente de ligação é sempre um parâmetro importante a ter
em atenção em obra.
Segundo EMMONS (1994), o agente ligante deve facilmente ser absorvido pela estrutura de poros da
interface e deve ser compatível com os materiais existentes (camadas de betão endurecido e fresco.
O mesmo autor refere que uma ligação adequada entre os diferentes substratos pode ser conseguida
colocando o agente de ligação directamente contra a superfície do betão endurecido. No entanto, o
use dum agente de ligante pode criar uma barreira de vapor, levando a uma falha na ligação entre os
substratos de betão de diferentes idades ASTM C 1059 (2008).
TALBOT, PIGEON, BEUAPRÉ & MORGAN (1994) referem que o uso de um agente ligante reduz a
variabilidade obtida na resistência mecânica da junta. Os mesmos autores realizaram trabalhos
experimentais, onde utilizando dois agentes ligantes à base de látex e de resinas epóxidas, conclui-o
que até 150 dias após a aplicação do agente ligante haveria um incremento da resistência da junta de
betonagem. No entanto, entre os 150 e os 445 dias após a aplicação dos agentes ligantes, ocorreria
uma diminuição na resistência da interface, acabando por a sua resistência se tornar semelhante à
dos provetes fabricados sem agente ligante. Estes autores concluíram que a aplicação de agentes
ligantes, não é sinónimo dum incremento na resistência mecânica da interface da junta que justifique
o seu elevado custo. Segundo CHUNG & LUI (1977), uma correcta ligação entre os dois substratos
depende da rugosidade do substrato de betão existente, da presença ou não de fendas e das
propriedades do agente de ligação.
Um estudo recente levado a cabo por JÚLIO (2001), conclui-o que a rugosidade da superfície da
junta tem pouca influência na resistência ao corte desta quando se utilizam agentes ligantes. Conclui-
o também que a aplicação de agentes ligantes não melhora a resistência mecânica da junta de
betonagem ao corte e à tracção, desde que se adopte um método capaz de criar uma rugosidade
adequada da sua superfície.
A durabilidade de uma estrutura pode ser descrita como a capacidade que esta tem para manter as
condições estruturais ao longo do seu tempo de vida e para as quais foi dimensionada JUVANDES &
COSTA (2002). Para os materiais sintéticos de ligação, como é o caso de resinas epóxidas, os
parâmetros que mais influenciam a sua durabilidade são os carregamentos repetitivos, humidade
elevada, contacto da peça com a água do mar, água das chuvas, mudanças de temperatura,
exposição a ciclos de gelo-degelo, bem como mudanças no ambiente químico do betão O´BRIEN
(1985). Alterações nestes parâmetros poderão comprometer o desempenho mecânico da junta e
consequentemente da peça, através da redução da capacidade de união do agente. FRIGIONE,
AIELLO & NADDEO (2005) através de estudos experimentais levados a cabo, chegaram à conclusão
que por exemplo para uma junta elaborada através de um ligante de epóxidas e submersa por um
período de um mês obteve-se uma redução de 30% na sua resistência à tracção. Um dos problemas
que uma superfície tratada através de agentes ligantes, como é o caso das resinas de epóxidas, é o
efeito indesejável que a água poderá criar na junta. A presença de água ou a passagem desta ao
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
38 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
longo da junta de betonagem poderá criar problemas estruturais, através da redução da capacidade
de ligação entre os betões de diferentes idades da junta.
A presença de humidade é provavelmente o ambiente mais agressivo e com maior expressão nas
junta de betonagem, devido à frequência a que estas são sujeitas. A presença de humidade leva a
uma alteração da micro-estrutura do agente ligante para além da introdução e da aceleração dos
processos de corrosão das armaduras MURRAY (1998). A introdução de água na superfície da junta
pode realizar-se por difusão ou por capilaridade ao longo das fendas no betão. Uma vez em contacto
permanente com as fibras do agente ligante, esta pode levar a alterações irreversíveis nas suas
propriedades, através da rotura das forças de Van der Waals dentro da matriz do agente ligante
FRIGIONE, AIELLO & NADDEO (2005). Estas roturas irão traduzir-se numa redução da capacidade
resistente da junta de betonagem. Desta forma e para um tratamento à base destes elementos, torna-
se necessário elaborar e criar soluções para evitar o aparecimento de água na junta ao longo do seu
período de vida. Apesar de alguns fabricantes referirem o bom desempenho dos seus produtos
quando aplicados em superfícies húmidas, não se deverá efectuar a aplicação destas emulsões em
tempo de chuva ou na presença de água livre ACI STANDARD 503.2 (1992).
Em relação à resistência a ataques químicos, as resinas epóxidas apresentam um comportamento
notável quando em comparação com o betão. Esta resistência permite que a sua utilização seja
viável em qualquer ambiente agressivo. Na tabela seguinte apresenta-se um quadro com a
resistência química de resinas epóxidas e betão a diversos agentes químicos.
Quadro 3.3 – Quadro comparativo entre a resistência química característica de produtos à base de resinas epóxidas e de
betão (ACI Standard 503.5R-92, 1992).
Ataque Produtos à base de epóxidas Betão
Ciclos gelo-degelo Excelente Excelente
Ácido Clorídrico Excelente Razoável
Gasolina Excelente Excelente
Óleo Excelente Excelente
Sulfatos Excelente Razoável
Álcalis Excelente Bom
Solventes Excelente Razoável
Ao longo dos parágrafos anteriores chegou-se à conclusão que os resultados obtidos pelos diferentes
autores são em algumas situações contraditórios. Por exemplo enquanto alguns referem um aumento
da resistência mecânica da interface com este tipo de agente ligante, outros referem precisamente o
contrário. Uma das justificações para estes factos é a enorme variabilidade de parâmetros que podem
influenciar a resistência da interface. Salienta-se desde logo o agente ligante utilizado nas
experiências, o fabricante e algumas das características do produto utilizados, tais como o seu pot-
life, composição química, etc). A composição dos betões, o processo de aplicação, as condições de
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 39
temperatura e humidade utilizados, são outros dos parâmetros com influência para a resistência
mecânica de juntas que envolvam a utilização destes produtos.
3.3. Redes de Metal Distendido
Recentemente tem-se verificado o aparecimento de novos processos construtivos para a elaboração
de juntas de betonagem. Uma dessas técnicas consiste em colocar uma fina malha metálica, inserida
num quadro rígido feito de barras de aço GOMES & CUNHA (2001) ( Figura 3.8). Uma das grandes
vantagens que a utilização de uma rede de metal distendido apresenta face aos outros métodos
construtivos, é o de poder funcionar como cofragem para a elaboração da junta e no final permitir
obter uma superfície rugosa, propícia a criar uma boa aderência à nova camada de betão fresco
BUSSEL & CATHER (1995).
Figura 3.8 – Exemplo duma rede de metal distendido e da sua superfície rugosa.
A utilização de uma malha de metal expandido, mais usualmente em aço galvanizado, também
denominado por rede de metal distendido, é visto como uma alternativa viável à madeira para a
elaboração da junta BUSSEL & CATHER (1995). No entanto é exigido bastante cuidado para a
colocação e compactação do betão no tardoz da malha, para que se possam obter bons resultados.
Uma vibração excessiva durante a betonagem pode levar a que ocorra passagem de finos e pasta de
cimento pela malha de metal, levando a um enfraquecimento estrutural desta zona ACI STANDARD
224.3R (1995). Por outro lado, a falta de vibração pode também ser um problema para a junta de
betonagem, já que pode originar-se uma camada de betão inadequadamente compactada, com
consequências para a sua resistência BUSSEL & CATHER (1995). Recomenda-se que o betão
fresco não deva ser colocado directamente contra a malha, devendo depositar-se o betão a cerca de
0,5metros da malha e nunca a menos de 0,3metros desta ACI STANDARD 224.3R (1995). Conclui-se
portanto que para o caso da utilização de redes de metal expandido, é necessário ter cuidados
especiais relativamente à vibração e betonagem nas imediações da junta. A obtenção de um grau de
compactação adequado é essencial para elementos como reservatórios de água BS 8007:1987.
Capítulo 3 - A Influência de alguns tratamentos da interface da junta de betonagem na sua resistência
40 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Segundo a mesma bibliografia, nestes casos deverá evitar-se a utilização de um betão muito fluido e
muito trabalhável. Pretende-se desta forma reduzir o escorrimento de betão por entre as nervuras do
metal distendido na altura da vibração do betão ( Figura 3.9).
Figura 3.9 – Escorrimento de betão por entre as nervuras de metal distendido.
As redes de metal distendido encontram-se no mercado disponível em duas formas. A primeira é uma
malha lisa e plana. Esta requer um suporte de fixação adequado ao longo de toda a superfície da
junta para prevenir que esta distorça com a impulsão criada pela colocação do betão fresco. A
segunda forma existente, consiste numa malha nervurada. Estas nervuras e saliências rigidificam a
malha numa direcção, dispensando a utilização de suportes para a sua fixação, excepto em casos
pontuais ( Figura 3.10).
Figura 3.10 – Suportes de fixação utilizados no programa experimental para evitar a distorção da rede de metal distendido.
As redes de metal distendido podem ser removidas após o betão ter endurecido ou deixadas dentro
da peça de betão aquando do recomeço da betonagem. Caso se opte por retirar posteriormente a
rede de metal distendido dentro da peça, esta só poderá ser retirada quando o betão se encontrar
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 41
num estado endurecido, normalmente passados 1/2 dias após a betonagem BUSSEL & CATHER
(1995). A rede de metal distendido irá criar por si só uma interface da junta com alguma rugosidade,
sendo apenas necessário uma ligeira escovagem de forma a expor os agregados do betão ( Figura 3.11).
Figura 3.11 – Na figura é possível observar as nervuras que formam a rede de metal distendido, capazes de criar uma
superfície rugosa (www.nervometal.com, 2008).
Caso se opte por deixar a malha dentro da peça de betão, não será necessária nenhuma preparação
especial para a superfície da junta, excepto no caso de reservatórios ou outro tipo de estruturas de
contenção de substâncias líquidas BUSSEL & CATHER (1995). A opção de conservar a malha de
metal distendido poderá trazer algumas vantagens. Desde logo, a introdução da malha na peça
permite um ganho na resistência mecânica da peça, nomeadamente ao corte e flexão, já que esta irá
garantir uma rigidez extra à peça de betão KIND-BARKAUSKAS (2002).
A utilização deste material para a elaboração das juntas não inviabiliza nem põe em causa a
continuidade das armaduras ordinárias da peça de betão ( Figura 3.12). Normalmente as armaduras
são dispostas primeiro, podendo a malha ser cortada ou deformada para possibilitar a passagem das
armaduras ao longo da rede. Em comparação com a utilização de madeira para a elaboração desta
tarefa, as redes de metal distendido apresentam como principal vantagem o seu reduzido preço, a
facilidade de aplicação em obra e o tempo dispendido para a criação da junta, mas sobretudo o facto
de permitir a obtenção de uma interface da junta rugosa devido às nervuras existentes na malha
BUSSEL & CATHER (1995). Assim, à partida é de esperar uma melhoria na resistência mecânica da
junta de betonagem devido à introdução desta malha ao longo da junta.
Figura 3.12 – Possibilidade de continuidade das armaduras ao longo da interface da junta e por entre a rede de metal
distendido que forma a junta.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
42 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Capítulo 4 - Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
4.1. Objectivos
Como foi referido na presente dissertação, existem referências bibliográficas que assinalam quais os
processos a adoptar para a elaboração de uma junta de betonagem de qualidade e as exigências a
cumprir por parte desta, no que se refere a assegurar uma resistência mecânica adequada. No
entanto, quando se procura efectuar um termo de comparação entre o comportamento das diversas
técnicas e diferentes juntas de betonagem, a bibliografia existente é um pouco imprecisa.
Através do estudo do comportamento mecânico de diversas juntas de betonagem, nomeadamente no
que se refere à sua resistência à tracção, pretende-se e procura-se averiguar quais as juntas de
betonagem capazes de fornecer melhores garantias para a resistência mecânica. Uma vez definido o
objectivo principal do presente trabalho experimental, foram seleccionadas algumas juntas de
betonagem correntemente mais utilizados na indústria da Construção, a fim de proceder ao estudo
comparativo da sua resistência à tracção. Os critérios adoptados para a escolha dos tratamentos a
estudar foram os seguintes:
- qualidade da solução;
- resistência mecânica proporcionada pela junta;
- grau de utilização da junta de betonagem na indústria da construção;
- facilidade de execução;
O estudo do comportamento mecânico à tracção dos diferentes tratamentos da interface da junta de
betonagem foi feito recorrendo a ensaios pull-off (ensaios de arrancamento), tal como ASTM C 1583
(2004) preconiza. Segundo BS 9110:1997, da gama de esforços actuantes numa peça de betão, será
a tracção e o corte aqueles que mais influenciam o comportamento das juntas de betonagem. Desta
forma, é fundamental uma resistência adequada ao corte e à tracção ao longo da junta de
betonagem, para que se possa garantir um bom comportamento mecânico da peça.
Apesar da resistência ao corte numa peça de betão formada por juntas de betonagem ser um ponto
importante, no que diz respeito a assegurar um boa resistência mecânica da peça, a resistência
mecânica à tracção duma junta é também um excelente parâmetro para aferir a sua qualidade
mecânica. Este parâmetro encontra-se associado à capacidade de adesão e ligação entre os betões
de diferentes idades. Assim, para que uma junta de betonagem possa apresentar um bom
comportamento mecânico (semelhante ao de uma peça monolítica) terá de apresentar uma boa
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 43
resistência à tracção. Após a obtenção dos resultados experimentais, estes foram alvo de uma
análise crítica e obtidas as respectivas conclusões.
4.2. Ensaios Experimentais Realizados
Como foi anteriormente referido, no presente capítulo procura-se estudar e analisar a influência que o
tratamento a aplicar na interface das juntas de betonagem tem no comportamento de uma peça de
betão. Dentro do campo das juntas de betonagem, a presente dissertação e respectivo trabalho
experimental foi centrada quer em juntas de betonagem horizontais, quer verticais.
Para avaliar a resistência da interface recorreu-se a ensaios de pull-off. Estes ensaios permitem
determinar a força de arrancamento necessária de provetes de betão, tendo estes ensaios sido
conduzidos como se encontra preconizado em ASTM C 1583 (2004). Refira-se que em cada provete
era estudada um tratamento diferente da superfície da interface da junta, sendo o provete formado
por betões de diferentes idades. Através destes ensaios foi possível determinar a resistência à
tracção proporcionada por cada junta de betonagem, para que no final fosse possível efectuar a
análise comparativa referida anteriormente.
Foram estudados 8 tipos diferentes de tratamentos a aplicar às interfaces, através de 9 lajetas de
betão. Em cada lajeta de betão foram efectuados 5 ensaios de pull-off referente a cada junta de
betonagem estudada. No total foram efectuados 45 ensaios pull-off. No quadro seguinte apresentam-
se os diferentes tipos de tratamento estudados.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
44 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Quadro 4.1 – Quadro resumo dos tipos de juntas de betonagem estudadas
Tipo de Junta GrupoN.º de
ensaiosObjectivo
— (peça monolítica) 0 5
Serve de referência aos restantes
ensaios e funciona como termo de
comparação
Sem tratamento
I
5
Averiguar quais as consequências
que uma interface sem tratamento
tem no comportamento mecânico
duma peça de betão
Raspada com escova de pêlos de açoenquanto o betão ainda está fresco, com
pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
junta de betonagem raspada com
uma escova de pêlos de aço
Totalmente picada com aplicação posterior de um ligante à base de resinas epóxidas
5
Estudar o comportamento de uma
junta de betonagem totalmente
picada e o efeito que um ligante
sintético à base de resinas epóxidas
tem no seu comportamento mecânico
Totalmente picada e sem pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
interface totalmente picada e sem
pré-humedecimento antes da retoma
da betonagem
Totalmente picada com pré-humedecimento da interface antes da retoma da betonagem
5
Estudar o comportamento de uma
interface de betonagem totalmente
picada e com pré-humedecimento
antes da retoma da betonagem
Formada por redes de metal distendido com aplicação de um ligeiro pré-humedecimento da interface
antes da retoma da betonagem
II
5
Estudar o comportamento de juntas
de betonagem reforçadas com este
elemento
Formada por uma rede de metal distendido juntamente com um ligante à base de resinas epóxidas
5
Estudar o comportamento de juntas
de betonagem formadas por este
elemento juntamente com um ligante
à base de resinas epóxidas
As interfaces das juntas de betonagem pertencentes ao grupo 0 e I (têm como objectivo estudar o
comportamento mecânico das juntas horizontais. Já as juntas de betonagem associadas ao grupo II
do programa experimental, têm como propósito permitir avaliar e estudar o comportamento mecânico
das juntas de betonagem verticais. No que diz respeito ao seu comportamento mecânico, o seu
estudo foca-se na capacidade de adesão da interface da junta, através da análise da resistência à
tracção de diferentes juntas de betonagem.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 45
4.2.1 Ensaios de Compressão
Regra geral, as juntas de betonagem encontram-se associadas a diferentes fases de betonagem.
Associados às retomas de betonagem, encontram-se betões de diferentes idades e muitas das
vezes, betões com diferentes composições, formados por agregados de diferentes granulometrias ou
por diferentes relações água-cimento. Estudos levados a cabo por JÚLIO, BRANCO, SILVA &
LOURENÇO (2005) mostram que um aumento do valor da resistência do betão da retoma da
betonagem, em relação ao betão utilizado na interface da junta (betão mais antigo), leva a um
aumento da capacidade de adesão da interface (junta de betonagem). No entanto, segundo JÚLIO
(2001), a resistência de ligação da interface parece diminuir com o aumento da resistência à
compressão dos betões utilizados. Para evitar que os resultados do comportamento mecânico à
tracção das juntas de betonagem fossem grandemente influenciados pelos betões utilizados,
recorreu-se a uma central de betão pronto para o fornecimento destes. Definiu-se que seria utilizado
betão de igual resistência para cada uma das betonagens. A escolha acabou por recair no betão
C20/25. Assim, haveria de certa forma a garantia que a resistência dos betões utilizados seria o mais
semelhante possível, evitando assim grandes discrepâncias na resistência da interface da junta
provocadas pelo betão utilizado.
Apesar do betão ser proveniente de uma central de betão, onde existe um controlo de qualidade e
uma fiscalização permanente ao betão produzido, torna-se necessário averiguar se a resistência do
betão fornecido está de acordo com aquilo que foi exigido e estipulado. É necessário proceder a
ensaios de compressão ao betão fornecido a fim de averiguar a sua resistência à compressão. Estes
ensaios são realizados segundo a norma NP EN 12390, parte 1,2 e 3 e devem ser realizados 28 dias
após cada uma das betonagens. Para a obtenção da resistência à compressão do betão utilizado em
cada uma das betonagens, foram utilizados 6 provetes cúbicos de 15 cm de lado. No entanto,
aquando da 1ª betonagem, devido a um problema de logística, não houve betão suficiente para a
preparação dos provetes cúbicos como estava inicialmente previsto. Assim, para a determinação da
resistência do betão referente à 1ª betonagem recorreu-se à extracção de 5 carotes cilíndricas da
lajeta monolítica obtida com o betão da 1ª betonagem (lajeta pertencente ao grupo 0 do programa
experimental. Estas carotes apresentavam-se com 10cm de diâmetro e com 20cm de altura.
Posteriormente, foram efectuados ensaios à compressão a estas carotes cilíndricas, segundo a
norma NP ENV 12390-3 (2003) ( Figura 4.1). Recorrendo a CONCRETE SOCIETY TECHINCAL
REPORT NO.11 (1976) e às expressões presentes no ponto 3.5.2.2 desta referência bibliográfica,
através da resistência à compressão das carotes extraídas, foi possível estimar qual seria a
resistência à compressão aos 28 dias do betão da 1ª betonagem. A resistência à compressão
corresponde à que se obteria em provetes cúbicos através de ensaios e procedimentos normalizados,
tal como BS 1881-120 (1983) recomenda. Saliente-se que esta norma é em tudo idêntica à norma NP
EN 12390. A explicação do método e das expressões adoptadas para a estimativa desta resistência,
bem como as condições e hipóteses por detrás desta, encontram-se presentes no §4.3 da presente
dissertação.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
46 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Figura 4.1 – Ensaio à compressão às carotes extraídas das lajetas da 1ª fase de betonagem.
Em relação ao betão referente à 2ª betonagem, para a determinação da sua resistência à
compressão, foram obtidos 6 provetes cúbicos aquando da betonagem (Figura 4.2).
Figura 4.2 – Obtenção dos provetes cúbicos referentes à 2ª fase de betonagem e respectivo ensaio à compressão.
Por razões de indisponibilidade pessoal não foi possível efectuar os ensaios de compressão destes
provetes aos 28 dias tal como (NP ENV 12390-3: 2003, 2003). Assim, apenas foi possível realizar os
ensaios 24 dias após a data da sua betonagem, tendo-se extrapolado a sua resistência aos 28 dias
através de expressões existentes no (CEN - Eurocódigo 2: Parte 1-1, Abril, 2004). A tensão de rotura
à compressão dos provetes cúbicos é obtida, dividindo a força de rotura à compressão do provete
pela sua secção transversal, tal como se encontra estipulado na norma (NP ENV 12390-3: 2003,
2003). Assim:
[4.1]
Onde,
- Tensão de rotura do provete cúbico à compressão
F - Força de rotura à compressão do provete
A – área da secção transversal do provete
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 47
Para a obtenção da resistência aos 28 dias dos provetes cúbicos, efectuou-se uma extrapolação da
resistência aos 24 dias para a resistência aos 28 dias através da expressão 3.2 existente na EN 1992
1-1. Eis a expressão utilizada:
[4.2]
[4.3]
Onde,
- tensão média de rotura do betão à compressão à idade de t dias
- tensão média de rotura do betão aos 28 dias de idade
- coeficiente que depende da idade do betão t
- idade do betão em dias
s – coeficiente que depende do tipo de cimento:
=0,20 para cimento das classes de resistência CEM 42,5 R, CEM 52,5 N e CEM 52,5 R
=0,25 para cimento das classes de resistência CEM 32,5 R, CEM 42,5 N
=0,28 para cimento das classes de resistência CEM 32,5 N
Saliente-se que na norma EN 1992 1-1, as classes de resistência baseiam-se na resistência à
compressão do betão referido a provetes cilíndricos. Por exemplo, para efectuar a transição da
tensão para , é necessário recorrer à relação entre as duas resistências, tal que 0,75
, . Recomenda-se a consulta das expressões analíticas presentes no quadro 3.1 da norma EN
1992 1-1 para possíveis conversões da resistência do betão em provetes cúbicos e cilíndricos.
Com o cálculo da resistência aos 28 dias dos provetes cúbicos do betão da 2ª betonagem, foi
possível averiguar se betão utilizado se encontrava dentro dos parâmetros admissíveis de resistência
estipulados e se a resistência deste era semelhante à resistência obtida para o betão utilizada na 1ª
betonagem.
Efectuou-se a extracção de 5 carotes cilíndricas da lajeta monolítica obtida com o betão da 2ª
betonagem (lajeta pertencente ao grupo 0 do programa experimental –
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
48 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Quadro 4.1), a fim de confirmar a resistência do betão. Refira-se que as carotes apresentavam a
mesma geometria. Os procedimentos adoptados para a determinação da resistência das carotes
cilíndricas e a respectiva conversão para a resistência dos provetes cúbicos as 28 dias caso tivessem
sido submetidos às condições standards de BS 8110-1:1997 foram em tudo idêntico aos
procedimentos adoptados para as carotes referentes à 1ª betonagem.
4.2.2. Ensaio de arrancamento (Pull-off test)
Os primeiros estudos no desenvolvimento dos ensaios de tracção directa (pull-off test), concebidos
para determinar a resistência à tracção do betão, foram realizados na Universidade de Queens em
Belfast, nos anos 70 LONG & MURRAY (1984). Este ensaio é usado para medir a resistência
superficial do betão, ou recorrendo à carotagem parcial, para medir a aderência de elementos
separados (BUNGEY J.H. (1992). Este método oferece a vantagem de ser rápido, pouco dispendioso,
os danos causados ao elemento de betão testado são geralmente reduzidos e a sua utilização in situ
é viável. O ensaio de pull-off encontra-se descrito nas normas ASTM C 1583-04 (2004) ou em BS
1881:Part 207 ( Figura 4.3).
Figura 4.3 – Esquema do ensaio de pull-off (ASTM C 1583-04, 2004).
O ensaio em si consiste no arrancamento dum disco previamente colado na superfície de betão a ele
adjacente. Vários estudos foram realizados no intuito de se perceber o mecanismo de rotura
ocasionado por este tipo de ensaios BUNGEY & MADANDOUST (1992), LONG & MURRAY (1984).
No entanto, não restam dúvidas que a tensão medida pelo ensaio de pull-off é essencialmente de
tracção PEREIRA J.P. (1999). Assim, através deste método, sabendo a força que provoca a rotura da
Dispositivo de carga
Disco de aço: Diâmetro: 50mm Espessura: >25mm
Adesivo epóxido
Substrato
Eixo de carregamento, coincidente com o eixo da carote e perpendicular à superfície de betão
Carote circular que se extende no mínimo 10mm para além da interface
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 49
carote e a área do disco, é possível calcular a tensão de tracção do betão ensaiado. Neste caso, a
tensão medida seria equivalente à tensão de rotura à tracção da junta.
PETERSON, DAHLBLOM & WOITERS (1993), comparando os resultados de um modelo analítico
com elementos finitos e os obtidos experimentalmente, observaram que a tensão de tracção obtida
pelo ensaio de pull-off era semelhante à tensão uniaxial de tracção do betão, obtida em carotes
cilíndricos, considerando que a profundidade de carotagem parcial era pequena, 10-20mm.
A tensão de tracção obtida por este método depende das características do disco (material e razão
espessura/diâmetro), bem como do módulo de elasticidade do betão PEREIRA J.P. (1999). A
distribuição de tensões na interface do disco-superfície, pode considerar-se uniforme para discos de
aço e com espessuras de 30 mm BUNGEY J.H. (1992). De referir que, caso se utilize a carotagem
parcial, deve ser cortada uma carote com uma área igual à do disco, até à profundidade pretendida,
assegurando que esta é perpendicular à superfície MCHLEISH, TECHNICAL NOTE 139 (1993).
O teste de arrancamento ou pull-off test consiste primeiramente na execução duma carote parcial na
área de teste, que se deve estender a uma profundidade para além da interface de ligação, por forma
a avaliar adequadamente a resistência à tracção da interface da junta. No presente caso, como a
interface de ligação encontrava-se situada a 10cm do topo da lajeta, foram executadas carotes com
15cm de profundidade. Após a execução de cada carote, é colado um disco de aço no topo desta
através de uma resina de epóxidas. Após a resina ter completado o seu processo de adesão à carote
pode dar-se início ao teste de arrancamento propriamente dito.
Nos últimos anos os equipamentos de ensaio disponíveis foram objecto de desenvolvimento,
nomeadamente em países como a Dinamarca, os Estados Unidos e o Reino Unido, sendo hoje em
dia comercializados vários equipamentos com características diferentes entre si MCHLEISH,
TECHNICAL NOTE 139 (1993). Os discos comercializados para ensaiar betões normais, têm como
diâmetros 20, 50 e 75mm. Para os ensaios de pull-off referentes ao presente programa experimental,
recorreu-se a discos de 50mm de diâmetro. Para betões onde a máxima dimensão do inerte ronda os
38mm, MCHLEISH, TECHNICAL NOTE 139 (1993) recomenda discos com diâmetros de 105 mm.
BUNGEY J.H. (1992) recomenda que a espessura dos discos não seja inferior a 40% do seu
diâmetro, e para o caso dos discos de alumínio, aconselha-se a que essa relação seja da ordem dos
60%, de modo a garantir uma distribuição uniforme de tensões. Segundo a BS 1881: Part 207, os
discos devem ser colocados a uma distância mínima de dois diâmetros uns dos outros, para o caso
dos ensaios de pull-off realizados para o programa experimental esta distância mínima deve ser
100mm. Deverão também estar localizados a uma distância de pelo menos um diâmetro dos bordos
do elemento a ensaiar, nesta caso, a uma distância de 50mm.
O aparelho de aplicação de carga deve ser capaz de aplicar a carga perpendicularmente à superfície
de betão e possuir um dispositivo de leitura capaz de registar a carga máxima quando se verifica a
rotura. O arranque do disco é efectuado com a ajuda de um macaco hidráulico e de um elemento de
reacção, anel ou tripé, colocado contra a superfície do betão LONG & MURRAY (1984). Segundo os
mesmos autores, a carga deve ser aplicada lentamente, com velocidade constante (aumentos da
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
50 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
tensão entre os 0,05 MPa), e perpendicularmente à superfície. O equipamento utilizado para a
realização dos ensaios de arrancamento referentes ao programa experimental da presente
dissertação, tinha como força máxima passível de ser aplicada a cada carote, 1000 daN. Recorrendo
ao equipamento do pull-off test disponível no LC (Laboratório de Estruturas e Resistência de
Materiais) do Instituto Superior Técnico, aplicou-se uma força de tracção ao conjunto carote+pastilha
de aço até à ocorrência da rotura da carote. Como o aparelho utilizado para a realização deste ensaio
não dispunha de nenhum mecanismo que permitisse a aplicação da força a velocidade constante,
procurou-se que esta fosse aplicada a uma velocidade o mais constante possível, de forma a não
influenciar os resultados finais dos ensaios. Determinada a força necessária para a rotura da carote
(F), a tensão de rotura à tracção da carote ( ), obtém-se dividindo a força de rotura da carote pela
área de teste (secção transversal da carote) ( [MPa]). Esta tensão de rotura à tracção será
uma medida directa da resistência à tracção da interface. Para avaliar a resistência à tracção do
betão in situ, devem ser realizados em cada secção um mínimo de 6 ensaios, representado a média
dos valores obtidos o valor da tensão de rotura à tracção da interface (BS 1881: Part 207), BUNGEY
J.H. (1992).
Antes de se proceder à colagem do disco no betão, as superfícies de colagem (betão e disco) devem
ser cuidadosamente preparadas, de modo a obter-se uma boa aderência. Estas devem ser lisas e
sem qualquer rugosidade, para que a força aplicada seja uniforme em toda a área de colagem. A
superfície do betão deve estar completamente seca e, além disso, é conveniente remover a camada
superficial de betão em 1 ou 2 mm ASTM C 1583-04 (2004). A colagem deve ser feita utilizando uma
fina camada de cola, devendo o excedente que por ventura se concentre à volta do disco ser retirado,
garantindo assim que a superfície de rotura tem a área do disco. A cola deve secar o tempo suficiente
para adquirir presa, variando consoante a cola utilizada. A cola a aplicar entre a superfície do disco e
a superfície a ensaiar deve desenvolver uma tensão de aderência elevada de modo a garantir que a
rotura se dê pelo betão e não pela superfície de colagem MCHLEISH, TECHNICAL NOTE 139
(1993), LOPES & PEREIRA (1966). Geralmente são utilizadas colas à base de resinas epóxidas.
Em relação aos resultados obtidos em cada teste de arrancamento, caso a rotura do carote ocorra
pela interface da junta, a tensão de rotura obtida é a tensão de rotura à tracção da junta de
betonagem. Caso contrário, se a rotura se localizar numa secção da carote que não a da junta de
betonagem, o valor da tensão obtido é uma estimativa por defeito da tensão de rotura à tracção da
junta. No caso de a carote não apresentar nenhuma junta de betonagem, ou seja, numa situação
correspondente a uma peça monolítica, o valor da tensão obtido corresponde à tensão de rotura à
tracção do betão que constitui a peça. Será este o valor de referência e que servirá de termo de
comparação aos resultados obtidos para cada um dos diferentes tratamentos aplicados à interface
das juntas. Quando a rotura se verificar entre o disco e a cola, ou entre o betão e a cola, os
resultados devem ser inválidos BUNGEY J.H. (1992), LONG & MURRAY (1984). Segundo os
mesmos autores, quando isto se verificar o valor obtido apenas poderá representar um limite inferior
de resistência do betão. Este teste, para além de uma análise quantitativa da resistência à tracção da
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 51
junta de betonagem, permite também uma análise qualitativa, já que a rotura ocorre ao longo do
plano mais fraco ( Figura 4.4).
Figura 4.4 – Modos de rotura mais usuais nos ensaios de pull-off (ASTM C 1583-04, 2004).
Existem vários factores que podem influenciar os valores obtidos, e que são responsáveis pela
variabilidade dos resultados. Além da composição e propriedades do betão, importa referir os
seguintes parâmetros: variação na superfície de rotura, orientação e posição do inerte sobre o disco,
material do disco (aço ou alumínio), diâmetro e espessura do disco (razão e/d), sistema de
contrapressão (anel ou tripé) e velocidade de aplicação da carga BUNGEY J.H. (1992), LONG &
MURRAY (1984), LOPES & PEREIRA (1966), PETERSON, DAHLBLOM & WOITERS (1993). Para
tentar minimizar a variabilidade dos resultados obtidos, recomenda-se a utilização sempre do mesmo
equipamento, de discos feitos à base do mesmo material e com a mesma relação e/d, mas
sobretudo, a mesma velocidade de aplicação da carga.
BUNGEY & MADANDOUST (1992) verificaram que o módulo de elasticidade do betão influenciava a
distribuição de tensões na zona de rotura. A distribuição de tensões torna-se menos uniforme com o
aumento do módulo de elasticidade. Nestes casos, a rotura verifica-se para uma carga inferior à
resistência à tracção do betão. A utilização de discos com uma espessura superior a 20 mm permite
reduzir este efeito. Segundo os mesmos autores, não existem provas que garantam que o uso de um
sistema de tripé influencie a distribuição de tensões na zona de rotura ou a força medida, desde que
as suas bases assentem perfeitamente na superfície do betão.
Desta forma pode-se concluir que o ensaio pull-off tem com principais aplicações: BUNGEY J.H.
(1992), LONG & MURRAY (1984), LOPES & PEREIRA (1966), PETERSON, DAHLBLOM &
WOITERS (1993).
• Medição da tensão de tracção do betão in situ para detectar defeitos da camada superficial
bem como fendas perpendiculares à superfície;
• Aderência de camadas novas (betão, argamassa, epóxidas, betuminosos) colocadas sobre
camadas de betão existente;
Rotura pelo substrato
Rotura pela interface
Rotura pela camada superior
Rotura pela resina epóxida de união
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
52 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Atendendo agora às experiências efectuadas nos últimos anos neste tipo de ensaios, são de
assinalar as seguintes vantagens: BUNGEY J.H. (1992), LONG & MURRAY (1984), LOPES E
PEREIRA (1966), PETERSON, DAHLBLOM & WOITERS (1993), (BRITO, CMEST, 1987)
• Ensaio simples e não requer operador especializado;
• O ensaio pull-off tem revelado resultados bastantes consistentes e de grande confiança
• É suficiente uma face de exposição do elemento;
• A tensão de tracção do betão é medida directamente;
• Os resultados não satisfatórios são visíveis após os ensaios, através da observação da
superfície de rotura;
• Ao contrário de alguns ensaios parcialmente destrutivos (ex: Lok-Test) o ensaio pull-off não
requer um planeamento prévio;
Por outro lado o ensaio pull-off apresenta as seguintes limitações: BUNGEY J.H. (1992), LONG &
MURRAY (1984), LOPES E PEREIRA (1966), PETERSON, DAHLBLOM & WOITERS (1993),
(BRITO, CMEST, 1987)
• Especial cuidado a ter na preparação das superfícies;
• Tempo de presa da cola (embora dependa do fabricante e da temperatura ambiente, este
apresenta-se por vezes bastante elevado);
• A relação de correlação obtida entre os valores obtidos e a resistência à tracção, depende do
tipo e dimensão do inerte, do material do disco e sua espessura;
• Dificuldade que existe em conseguir que não seja introduzida uma flexão residual que faz
com que o ensaio deixe de ser de tracção pura.
4.3. Estimativa da resistência à compressão aos 28 dias, a partir da extracção de carotes
A estimativa da resistência à compressão do betão aos 28 dias a partir das carotes extraídas pode
ser obtida recorrendo a CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976). Este report
fornece recomendações para a obtenção de carotes em estruturas de betão e respectivos ensaios à
compressão, bem como recomendações para a análise e interpretação dos resultados obtidos.
A qualidade do betão ensaiado em provetes normalizados, onde todos os procedimentos e
especificações se encontram devidamente especificados, no caso português através da NP EN
12390, parte 1, 2 e 3, será diferente da qualidade apresentada por um betão que se encontre inserido
numa estrutura de betão. A resistência obtida pelos ensaios à compressão aos 28 dias obtidos
segundo a norma NP EN 12390 parte 3, representam uma aproximação para a resistência in situ do
betão CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976). Os provetes de betão ensaiados
não reflectem as condições existentes na própria estrutura, tal como a não homogeneidade do betão,
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 53
diferentes condições de cura, diferenças de maturidade e do grau de humidade, segregação do
betão, grau de compactação, etc).
Recorrendo a CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976) procurou-se obter uma
estimativa para a resistência potencial, estimated potential strenght (P), a partir de 5 carotes extraídas
das lajetas pertencentes ao grupo 0 do programa experimental (Quadro 1.1). Segundo este report, o
valor da estimated potential strenght pode ser definida como a resistência expectável para o betão os
28 dias, caso se tivesse testado o betão em provetes cúbicos e em condições normalizadas, tal como
a norma BS 1881 ou a norma NP ENV 12390 parte 1,2 e 3 estipulam ( Figura 4.5).
Figura 4.5 – Esquema onde se expõem a relação entre o valor da resistência à compressão aos 28 dias e o valor de
estimated potential strenght, parâmetro P (Concrete Society Technical Report No. 11, Maio, 1976).
O valor da estimated potential strenght, parâmetro P, envolve a aplicação de factores que permitem
ter em conta as diferenças básicas entre a geometria da carote e do provete cúbico, diferenças na
orientação da betonagem (horizontal ou vertical), vibração do betão, cura do betão, grau de
humidade, etc.
Em relação ao número de carotes utilizadas a fim de obter o parâmetro P, conclui-se de imediato que
um número elevado de carotes permite aumentar a precisão dos resultados obtidos. No entanto, por
vezes torna-se complicado e oneroso obter um número elevado de carotes. Segundo CONCRETE
SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976), os ganhos na precisão dos resultados obtidos
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
54 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
quando testados mais de 4 carotes não são substanciais e não apresentam um incremento
significativo para a precisão dos resultados. Conclui-se portanto que o número mínimo de carotes que
deve ser extraída para a obtenção do parâmetro P será de 4. No presente programa experimental
foram extraídas 5 carotes de betão de cada uma das lajetas pertencentes ao grupo 0 do programa
experimental. Com a utilização de 4 carotes por exemplo, pode-se em geral garantir que o valor real
da resistência à compressão in-situ encontra-se dentro do intervalo formado pelo valor de P 15%.
Quadro 4.2 – Relação do número de carotes com a precisão dos resultados obtidos para a estimated potential strenght
(CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11, MAIO, 1976).
Número de amostras (n) Com 95% de confiança pode-se afirmar que o valor da resistência à compressão em provetes cúbicos estará no intervalo formado pela média de P e…
1 19%
4 15%
9 10%
6 6%
Obtido o valor para a resistência à compressão da carote, a sua translação no tempo até se obter a
resistência que seria expectável aos 28 dias depende de inúmeros factores. Factores como as
características do cimento, a utilização de adjuvantes no betão, da maturidade das amostras, do
histórico de humidade da peça de betão, os carregamentos a que a peça esteve sujeito, a presença
num ambiente agressivo para o betão, podem ser factores com alguma relevância e influência para a
resistência final das carotes.
CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976) define e refere claramente que o valor
obtido para o parâmetro P não deverá ser utilizado com o propósito de determinar a classe,
resistência e outras características mecânicas do betão, nem tão pouco deve ser visto como
alternativa aos ensaios normalizados para a determinação da resistência dos betões. O parâmetro P
é apenas uma medida qualitativa da resistência do betão presente numa estrutura, no que diz
respeito à sua resistência mecânica à compressão.
Regra geral, os ganhos de resistência nos cimentos Portland são mais acentuados logo nos primeiros
tempos do betão. A partir dos 28 dias, os ganhos de resistência passam a ser menos acentuados.
COUTINHO J.S. (2003) refere que este ganhos são da ordem dos 10%. Assim, a aplicabilidade e o
cálculo do parâmetro P apenas é válido para betões com idades superiores a 28 dias ou muito
próximos desta idade. No presente trabalho experimental, as carotes referentes à 1ª betonagem
tinham 28 dias, enquanto as carotes referentes à 2ª betonagem tinham 24 dias. Pode-se afirmar que
as carotes apresentam-se dentro do intervalo de aplicabilidade para o cálculo de P, sendo de esperar
uma boa aproximação para os resultados obtidos.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 55
Segundo CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976), para assegurar-se que as
carotes consistem em amostras representativas do betão utilizado, é necessário reduzir a carote em
20% da sua altura e no mínimo em 5cm, através da remoção da camada superior do betão da carote.
Esta medida tem como objectivo evitar que as carotes não apresentem qualquer camada de betão
pobre e de constituição diferente daquela que se encontra na peça e na restante carote. Segundo a
mesma bibliografia, caso não se proceda a esta remoção, pode ocorrer uma diminuição do parâmetro
P até 30%. Caso a máxima dimensão do agregado não exceda os 25mm, apenas é permitido a
utilização de carotes de 10cm de diâmetro. Segundo CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT
NO. 11 (1976) e ASTM C42-03 (1994), o diâmetro das carotes deverá ser no mínimo, superior a três
vezes o diâmetro máximo dos agregados. Em relação à altura das carotes, a mesma bibliografia
recomenda que a altura das carotes se encontre compreendida entre uma a duas vezes o diâmetro
da carote. É preferível a utilização e o recurso a carotes menos esbeltas em relação a carotes de
maior esbelteza, devendo a esbelteza ideal das carotes (λ) situar-se entre 1 a 1,2. Segundo
CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976), o valor desta esbelteza ideal λ deve-se
às seguintes razões:
• Carotes com esta esbelteza λ aproximam-se mais da geometria dos provetes cúbicos
utilizados para a determinação da resistência à compressão do betão.
• Carotes com esbeltezas elevadas são mais susceptíveis de apresentar maiores defeitos na
sua estrutura interna, maiores variações na sua composição, nos agregados ou até mesmo
na quantidade de água e de humidade presente na sua micro-estrutura.
• Carotes com esbeltezas mais baixos são de extracção e obtenção mais fácil, evitando-se
situações onde a carote possa ser danificada.
Para o presente programa experimental foram utilizados carotes de esbelteza λ=2 (10cm de diâmetro
e 20cm de altura) ( Figura 4.6). Não são as dimensões mais desejáveis e segundo CONCRETE
SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976) e ASTM C42M-03 (1994), poderá produzir resultados
menos fiáveis quando em comparação com carotes de esbelteza inferior ( Quadro 4.3).
Figura 4.6 – Carotes extraídas das lajetas monolíticas.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
56 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Quadro 4.3 - Esbelteza das carotes com os problemas a que lhe estão associados.
Escolha Diâmetro
(mm) Altura da
carote (mm) Possíveis Problemas
Primeira 150 150 Possível inclusão de varões de aço
150 300 Não aplicável a lajes com espessura inferior a 20 cm
Última 100
100 Não aplicável caso a dimensão máxima do inerte seja
superior a 25mm ou a lajes com espessura inferior a 15 cm
100 200 Pode levar a resultados pouco precisos
No que diz respeito à extracção das carotes das lajetas e aos respectivos ensaios à compressão,
estes foram realizados segundo a norma NP EN 12504-1. Dividindo a força de rotura à compressão
de cada carote, pela área da sua secção transversal, obtém-se a tensão de rotura à compressão da
carote, , tal que:
[4.4]
Onde,
- Tensão de rotura à compressão da carote
F - Força de rotura à compressão da carote
A – Área da secção transversal da carote
Recorrendo ao ponto 3.5.2.2 de CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976),
obtém-se a seguinte expressão para a estimativa da tensão de rotura de uma carote de esbelteza
esbelteza λ à compressão, aos 28 dias e em provetes cúbicos:
31,5 1 4.5
Onde:
– Estimativa da tensão de rotura de uma carote de esbelteza à compressão, aos 28 dias e
em provetes cúbicos
- Esbelteza da carote
- Tensão de rotura à compressão duma carote
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 57
Como já foi referido no presente ponto, o número mínimo de amostras para poder obter-se uma
aproximação razoável do parâmetro P é de 4 carotes. No entanto, para avaliar a fiabilidade dos
resultados obtidos torna-se necessário calcular a sua significância. Segundo CONCRETE SOCIETY
TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976), a significância dos resultados obtidos é dada por:
6100 1 1
1
4.6
Onde:
– Significância dos resultados obtidos.
– Média das estimativas da tensão de rotura das carote de esbelteza =1 à compressão, aos 28
dias e em provetes cúbicos, excluindo o valor mais baixo das estimativas obtidas nos n ensaios.
- Valor mais baixo das estimativas da tensão de rotura das carote de esbelteza =1 à
compressão, aos 28 dias e em provetes cúbicos.
– número de carotes = número de ensaios
O valor obtido para a significância é depois comparado e caso o seu valor seja inferior a 2,4, então e
segundo estes autores, com 95% de confiança pode considerar-se que o valor mínimo da tensão de
rotura à compressão obtido, não é estatisticamente diferente dos restantes e que este não deverá ser
excluído (Figura 4.7). Para a interpretação dos resultados, o valor do parâmetro P (Estimated
Potencial Strenght) será fornecido pelo valor médio de referente aos ensaios obtidos, com uma
tolerância de 15%.
Figura 4.7 – Relação do valor da significância t com o número de carotes obtidas (CONCRETE SOCIETY TECHNICAL
REPORT NO. 11, MAIO, 1976) .
Quando o objectivo da determinação do parâmetro P é averiguação se o betão presente na estrutura
apresenta uma resistência de acordo com aquilo que foi especificado à entidade fornecedora do
betão, segundo CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976), P deverá ser em
primeiro lugar comparado com o valor mínimo especificado para a tensão de compressão dum
provete cúbico aos 28 dias (C). Caso , então haverá poucas dúvidas que o betão fornecido para
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
58 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
a realização da betonagem encontra-se dentro daquilo que foi especificado, no que se refere à
resistência mínima à compressão e à sua classe de resistência. Caso 0,74 haverá então poucas
dúvidas que o betão presente nas carotes não cumpre com a resistência mínima especificada. Para o
caso do programa experimental que faz parte desta dissertação, onde o betão utilizado foi betão
pertencente à classe C20/25, a C (fck) corresponde o valor de 25 MPa. Segundo (BS 1881-120:1983 ,
31 Janeiro, 1983), o betão numa determinada área é considerado estruturalmente adequado se a
média da resistência das carotes for maior ou igual a 85% de fck e nenhum resultado for inferior a 75%
de fck. Nestas situações pode considerar-se que o betão tem resistência suficiente para resistir às
solicitações para as quais foi dimensionado.
4.4. Parâmetros Fixados
Em qualquer trabalho experimental, recomenda-se vivamente que todas as variáveis em causa e
passíveis de influenciar os resultados finais sejam fixadas e controladas. No entanto, há parâmetros
que são de todo impossíveis de serem controlados. Por exemplo, a inexistência de uma câmara
climática suficientemente grande para albergar todas as lajetas, onde a temperatura e humidade
relativa são controladas, é um dos impedimentos práticos ao estudo da influência da retracção
diferencial na resistência da junta. A impossibilidade de controlar a temperatura e humidade do
ambiente pode influenciar o comportamento e a resistência de cada uma das juntas, já que estes
parâmetros foram variando ao longo de todo o trabalho experimental. Para tentar minimizar ao
máximo a influência destes parâmetros nos resultados finais, procurou-se que as duas sessões de
betonagem fossem executadas às mesmas horas do dia e ao início da manhã para que as condições
de humidade e temperatura fossem as mais idênticas possíveis. Com o mesmo objectivo
anteriormente mencionado, procurou-se localizar as peças de betão num local ventilado e abrigado
da exposição solar.
Como foi referido em § 4.2.1, o parâmetro com maior peso e que mais pode influenciar o
comportamento e a resistência à rotura de cada um dos provetes é o betão e a sua composição.
Assim, como tentativa de minimizar a sua influência, decidiu-se tentar fixar as composições dos
betões utilizados nas betonagens das peças, de forma a que a resistência dos betões utilizados fosse
o mais semelhante possível. Para tal, recorreu-se a uma empresa de betão pronto que amavelmente
disponibilizou o betão para os ensaios experimentais. A opção de recorrer a uma empresa de betão
pronto, onde a dosagem do cimento, a relação água-cimento, o tipo e granulometria dos agregados e
resistência do betão é constantemente alvo de controlo e fiscalização foi uma tentativa de fixar a
resistência dos betões utilizados.
Foi disponibilizado pela empresa de betão pronto, betão C20/25 para a realização dos ensaios
experimentais. Este constituiu um betão de uso corrente em obra, mas que tem vindo a cair em
desuso ao longo dos tempos. Os betões referentes a esta classe apresentam uma resistência
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 59
característica à compressão num cubo de 25MP (fck) e uma resistência média à tracção de 2,2 MPa
(fctm). Observa-se que o valor da resistência à tracção para este betão é reduzida quando comparada
com betões de classes superiores. O seu valor pode influenciar os resultados finais obtidos, de tal
forma que poderá ocorrer a situação das carotes parciais partirem-se sempre pelo betão, levando a
que ao fim ao cabo se esteja a testar a resistência à tracção do betão e não da junta. Estudos
recentes levados a cabo por JÚLIO (2001), demonstram que a resistência relativa da ligação das
juntas de betonagem, parece aumentar com o aumento da resistência à compressão dos betões e
com o aumento da relação água-cimento. Desta forma, a utilização de um betão com uma resistência
à compressão superior àquela que foi utilizada na 1ª betonagem, poderia levar a um aumento da
resistência relativa da ligação das juntas de betonagem da peça, influenciando assim os resultados
obtidos para a tensão de rotura à tracção da junta de betonagem.
Relativamente à diferença de idades entre o betão original e o betão da segunda fase, decidiu-se
adoptar um intervalo de 5 dias entre as duas betonagens, como forma de tentar reproduzir o mais
fielmente possível as situações de betonagem em obra. Este parâmetro será apresentado com mais
detalhe no em § 4.5.
Em relação às peças de betão onde se estudou o comportamento mecânico de cada uma das
interfaces das juntas de betonagens ( Quadro 1.1– Programa Experimental), para cada grupo as
lajetas foram executadas todas com a mesma geometria. As juntas de betonagens em cada uma das
situações estudadas encontravam-se localizadas no mesmo local da peça, a cerca de 10cm da
superfície da lajeta. A altura e localização das juntas foram controladas através de uma régua
graduada. Assim, evita-se que a geometria das lajetas e que a disposição das interfaces das juntas
de betonagem influencie os resultados obtidos, sendo este um parâmetro constante ao longo de
todos os ensaios. No ponto § 4.5 da presente dissertação, encontra-se explicado de forma sucinta a
geometria de cada uma das peças de betão que constitui a parte experimental desta dissertação.
Em relação à betonagem das peças em si, parâmetros como a qualidade de vibração da peça e a
preparação das superfícies da interface são parâmetros que podem influenciar de certa maneira os
resultados finais do programa experimental. Procurou-se manter fixos estes parâmetros para que não
houvesse grandes discrepâncias nos resultados obtidos. Por exemplo, o modo como é efectuado a
escarificação e a escovagem do betão em obra ou noutro trabalho de investigação, pode divergir de
tal forma que os resultados serão bastante díspares entre si. Este é um parâmetro de difícil controlo,
já que por exemplo torna-se complicado garantir o mesmo grau de escarificação em cada uma das
lajetas, ou mesmo o grau de exposição dos agregados da interface da junta. A forma como é
elaborada a escarificação ou a escovagem da interface pode variar consideravelmente em relação a
outros trabalhos experimentais ou à forma como é elaborado em obra, pelo que é de esperar algumas
discrepâncias nos resultados, fruto da dificuldade em fixar este parâmetro.
Em relação aos instrumentos utilizados, procurou-se e conseguiu-se que fossem sempre utilizados os
mesmos instrumentos, para minimizar e evitar grandes desvios nos resultados experimentais
provenientes destes elementos. Assim, para a extracção das carotes foi utilizada sempre a mesma
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
60 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
caroteadora, com a extracção das carotes a ser realizada sempre à mesma velocidade de rotação da
coroa. O mesmo se aplica para o equipamento utilizado no pull-off test, onde se procurou que o
ensaio fosse realizado sempre a velocidade constante, com o mesmo equipamento, com discos
metálicos de igual geometria e com a utilização da mesma resina epóxida para a fixação dos discos
às carotes.
4.5. Calendarização dos Ensaios Experimentais
Os ensaios apresentados no presente trabalho experimental foram realizados nas instalações do
Laboratório de Construção (LC) do Pavilhão de Engenharia Civil do Instituto Superior Técnico e foram
realizados durante os meses de Julho e Agosto. A primeira betonagem foi realizada no dia 2 de Julho
de 2008, enquanto a 2ª betonagem (retoma da betonagem inicial) foi efectuada dia 7 de Julho, 5 dias
após a primeira. As juntas de betonagem são superfícies de separação entre camadas de betão de
diferentes idades e devem-se sobretudo a restrições de ordem construtiva. O que sobretudo pode
levar à interrupção do processo de betonagem é essencialmente a impossibilidade de betonar peças
de grande volumetria. Normalmente o intervalo de tempo entre as duas fases de betonagem é
relativamente curto (2/3 dias), dependendo da geometria da peça e de outros factores tais como o
rendimento da colocação de cofragem e armadura. Através de visitas a obras e através de um
contacto mais directo com situações onde era necessário recorrer a juntas de betonagens, verificou-
se que as principais situações de aplicação destas juntas eram em lajes de grande desenvolvimento
em planta. Assim, numa primeira fase era betonado uma parte parcial da laje, retomando-se a
betonagem da laje cerca de 3/4 dias após a primeira fase. É do interesse do Empreiteiro que se
possa retomar a betonagem o mais rápidamente possível, razão pela qual os prazos entre retomas
de betonagem são curtos. Normalmente os intervalos de tempo são definidos em função da
conclusão de outras tarefas subjacentes à betonagem da peça, como por exemplo a colocação das
cofragens da peça a betonar e respectivos escoramentos. Seguindo este raciocínio, decidiu-se
adoptar um intervalo de 5 dias entre as duas fases de betonagem, por se considerar este prazo como
representativo daquilo que se passa em torno das juntas de betonagem em obra.
Foram elaborados provetes cúbicos de betão para avaliar a resistência do betão utilizado e as suas
características mecânicas, já que apesar do betão ser proveniente duma central de betão pronto e de
ter-se especificado uma resistência mínima para o betão a utilizar, é imprescindível a realização de
ensaios para comprovar a sua resistência e confirmar as suas características. Como foi explicado no
ponto § 4.2.1, devido a erros de logística não houve betão suficiente para produzir todos os provetes
cúbicos necessários para testar a resistência do betão utilizado na 1ª fase de betonagem. Para
ultrapassar esta situação e comprovar a resistência do betão, foram extraídas carotes das lajetas
monolíticas (sem junta de betonagem) ( Figura 4.8). Decidiu-se efectuar a sua extracção 14 dias
após a sua betonagem, por se considerar que o betão já apresentava resistência suficiente para a
obtenção das carotes.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 61
Figura 4.8 – Extracção das carotes das lajetas monolíticas para obtenção da sua resistência à compressão.
Em relação aos ensaios à compressão das carotes, para as carotes referentes à 1ª betonagem os
ensaios à compressão foram realizados aos 28 dias, enquanto para as carotes referentes à 2ª
betonagem, estes foram realizados aos 24 dias. Para o betão referente à 2ª betonagem já foi possível
a obtenção de 6 provetes cúbicos para a determinação da resistência do betão. Estes ensaios foram
efectuados aos 24 dias, efectuando-se depois uma extrapolação da resistência aos 24 dias para a
resistência aos 28 dias, através da expressão 3.2 existente em (CEN - Eurocódigo 2: Parte 1-1, Abril,
2004).
O processo de colagem dos discos metálicos nas carotes de betão, foi realizado 11 dias antes da
realização dos ensaios de arrancamento. Procurou-se que este processo fosse efectuado o mais
próximo possível da data de realização dos ensaios de pull-off. No entanto, devido à falta de
disponibilidade dos funcionários do laboratório e da minha parte, o processo de colagem teve de ser
efectuado 11 dias antes, quando o indicado seria que este processo fosse feito 2/3 dias antes dos
ensaios. Para minimizar este facto e evitar que a resina epóxida perdesse ou visse diminuída a sua
capacidade de aderência aos discos metálicos, as lajetas de betão onde o conjunto disco de aço +
carote se encontravam, foram protegidas e mantidas em local ventilado e abrigadas da exposição
solar.
Em relação aos ensaios de arrancamento em si (pull-off test) estes foram realizados 40 dias após a 1ª
betonagem. A avaliação do comportamento das juntas de betonagem a que a presente dissertação
se propõem, está relacionado com o comportamento da junta de betonagem em situação de rotura. O
estudo do comportamento em serviço de juntas de betonagem foge do âmbito da presente
dissertação. Desta forma, a realização dos ensaios de arrancamento para a medição da resistência à
tracção da junta, não se justifica serem feito antes dos 28 dias. Considera-se que nessa altura os
betões que intervêm na interface da junta, ainda não atingiram a resistência característica da classe
onde se inserem e para a qual foram dimensionadas, encontrando-se ainda em processo de
obtenção de resistência mecânica.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
62 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
De seguida apresenta-se um quadro resumo da calendarização adoptada para o programa
experimental.
Quadro 4.4 – Calendarização do Programa Experimental
Tipo de Junta 1ª Bet. (a) Tratamento (b) 2ª Bet.(c) EC I (d) Carotagem(e) Colagem(f) EC II (g) Pull-off test (h)
— (PM) I (1) 02.07.08 - - 30.07.08 21.07.07 31.07.07 - 11.08.08
— (PM) II (2) 07.07.08 - - - 21.07.07 31.07.07 31.07.08 11.08.08
ST (3) 02.07.08 - - 21.07.07 31.07.07 - 11.08.08
REA+Humed. (4) 02.07.08 02.07.08 07.07.08 - 21.07.07 31.07.07 - 11.08.08
TP+Ligante Epóxi (5) 02.07.08 07.07.08 07.07.08 - 22.07.07 31.07.07 - 11.08.08
TP (6) 02.07.08 07.07.08 07.07.08 - 22.07.07 31.07.07 - 11.08.08
TP+Humed. (7) 02.07.08 07.07.08 07.07.08 - 22.07.07 31.07.07 - 11.08.08
RMD+ Humed. (8) 02.07.08 07.07.08 07.07.08 - 22.07.07 31.07.07 - 11.08.08
RMD+Lig. Epóxi (9) 02.07.08 07.07.08 07.07.08 - 22.07.07 31.07.07 - 11.08.08
Legenda do Quadro 4.4
(1) Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem, constituída por betão referente à 1ª betonagem
(2) Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem, constituída por betão referente à 2ª betonagem
(3) Superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de tratamento
(4) Superfície da junta tratada através da escovagem da interface recorrendo, a uma escova de pêlos de aço, seguido de um
humedecimento da interface da junta
(5) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático, seguido da aplicação dum ligante à base de
resinas epóxidas especiais na interface da junta
(6) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e sem qualquer tipo de pré-humedecimento da
interface da junta
(7) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e com pré-humedecimento da interface da junta
(8) Utilização de uma rede de metal distendido na interface da junta de betonagem, seguido de um humedecimento prévio da junta
(9) Utilização de uma rede de metal distendido juntamente com um ligante à base de resinas epóxidas especiais
(a) Data da realização da 1ª betonagem da peça de betão
(b) Data da aplicação do tratamento a cada uma das superfícies de interface das juntas de betonagem
(c) Data da realização da 2ª betonagem e dos provetes cúbicos
(d) Data dos ensaios à compressão das carotes referentes à 1ª betonagem
(e) Data da realização das carotes nas peças de betão para a realização dos ensaios pull-off
(f) Data da colagem dos discos metálicos nas carotes de betão
(g) Data dos ensaios à compressão das carotes e dos provetes cúbicos referentes à 2ª betonagem
(h) Data dos ensaios de arrancamento (pull-off test)
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 63
4.5 Preparação e Realização dos Ensaios
Para a realização dos ensaios anteriormente descritos foram efectuadas 45 carotes parciais (não
extraídas) de 5cm de diâmetro nas lajetas de betão. Estas 45 carotes foram divididas ao longo de 9
lajetas de betão, havendo em cada lajeta 5 carotes. Assim, foram efectuados 45 ensaios de pull-off.
As lajetas de betão criadas para este programa experimental apresentaram duas configurações
geométricas diferentes. A primeira configuração consistia num prisma rectangular de 60x40x20cm (
Figura 4.9) Neste configuração da lajeta, foram estudados especificamente os tratamentos às
interfaces das juntas de betonagem do tipo 0 e I, ou seja, os tratamentos a aplicar às interfaces das
juntas de betonagem horizontais.
Figura 4.9 – Configuração adoptada para as lajetas do grupo 0 e I.
A 2ª configuração adoptada para as lajetas de betão consistiu num prisma rectangular de dimensões
100x20x20cm ( Figura 4.10). Nestas lajetas foram estudados os tratamentos da superfície da junta
de betonagem do tipo II, tal e qual como se encontra explicito no Quadro 4.1, ou seja, os tratamentos
a aplicar às juntas de betonagem verticais. Os procedimentos adoptados nestas lajetas foram em
tudo idênticos às lajetas da primeira configuração. Nestas lajetas a rede de metal distendido
funcionou como cofragem para a 1ª metade da lajeta, exclusivamente formada pelo betão da 1ª
betonagem.
Figura 4.10 – Configuração adoptada para o estudo do comportamento mecânico das juntas de betonagem verticais.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
64 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Na 1ª fase de betonagem da lajeta, esta era betonada até 10cm de altura. Neste ponto estava situada
a interface da junta de betonagem e onde seria aplicado o tratamento em causa ( Figura 4.11 e
Figura 4.12). Aquando da 2ª betonagem, seria retomada a betonagem inicial, com a betonagem de
mais 10cm de altura da lajeta, apresentado a peça no final a configuração referida anteriormente
(20cm de altura).
Figura 4.11 – 1ª fase de betonagem. É possível observar a lajeta monolítica e as lajetas do grupo I no final da 1ª fase de
betonagem.
Figura 4.12 – Aspecto da lajeta do grupo II do programa experimental, formada através duma rede de metal distendido, no final
da 1ª fase de betonagem.
A situação em que as lajetas de betão foram betonadas de uma só vez (peça monolítica e sem juntas
de betonagem) representa um termo de comparação para com os restantes tratamentos. Esta
representa a situação ideal para uma peça de betão, nomeadamente em termos do comportamento
mecânico, tanto que uma das exigências duma junta de betonagem é que o seu comportamento
mecânico seja o mais idêntico possível ao duma peça monolítica. No presente programa experimental
foram betonadas duas lajetas monolíticas, ou seja, uma lajeta por cada fase de betonagem.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 65
Em relação à lajeta constituída por uma interface da junta de betonagem sem qualquer tipo de
tratamento, não houve nenhuma intervenção de maior na interface da junta (Figura 4.13). A retoma
de betonagem foi feita directamente contra a camada inicial de betão.
Figura 4.13 – Aspecto da superfície da junta de betonagem onde não se procedeu a qualquer tipo de tratamento da sua
interface.
Nas lajetas onde se pretendeu estudar o efeito do tratamento da interface da junta de betonagem
através da “escovagem” do betão, “raspou-se” a superfície de betão referente à 1ª betonagem
quando este ainda se encontrava fresco e o betão ainda não tinha iniciado o processo de presa (
Figura 4.14). A “escovagem” foi feita recorrendo a uma escova de pêlos de aço. Ainda nesta lajeta,
momentos antes de se retomar a betonagem, a superfície “raspada” da interface foi limpa com um
ligeiro jacto de ar, de forma a remover todas as partículas soltas tal com refere MARTINS (2004) e
ACI STANDARD 350/350r-06 (2006).
Figura 4.14 - Aspecto da superfície da junta de betonagem onde se procedeu à escovagem da interface através duma escova
de pêlos de aço.
Nas lajetas onde o tratamento da superfície da interface da junta consistia numa escarificação através
de um martelo pneumático, refira-se que a escarificação da superfície foi efectuada 1 dia antes da
retoma da betonagem ( Figura 4.15). Esta escarificação foi feita de uma forma uniforme ao longo de
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
66 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
toda a superfície da interface, tendo-se picado o betão até se expor os agregados numa dimensão de
cerca de 5mm de altura.
Figura 4.15 – Ilustração do processo de escarificação da interface da junta através dum martelo pneumático e o aspecto final
da superfície da interface.
Na lajeta onde para além da escarificação se recorreu a um ligante à base de resina de epóxidas,
refira-se que esta resina foi aplicada à interface cerca de 10 minutos antes de se iniciar a retoma de
betonagem. Este intervalo de tempo encontra-se claramente dentro do pot-life do ligante (para uma
temperatura superior a 25ºC o pot-life do produto utilizado é de cerca de 15 minutos). Nas situações
em que se pretendia estudar a influência do humedecimento da junta (Figura 4.16), este
humedecimento prévio foi feito momentos antes de se dar início à retoma da betonagem. Apesar da
superfície da junta encontrar-se limpa e molhada, não havia a presença de água livre na superfície.
Figura 4.16 – Realização dum pré-humedecimento da interface numa das juntas de betonagem.
Em todas as lajetas sem excepção, antes da aplicação do tratamento pretendido para a superfície da
interface da junta, esta era limpa com jacto de ar. Este processo destinava-se a assegurar que a
superfície da junta encontrava-se desprovida de quaisquer detritos soltos, gorduras, e outras
impurezas que pudessem evitar a boa aderência entre os betões de diferentes idades ACI
STANDARD 224.3R-95 (1995), BROKK (1969), BUSSEL & CATHER (1995).
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 67
Após uma pequena consulta do mercado dos materiais de construção e pedidos de informação a
diversos intervenientes na indústria da construção civil, nomeadamente encarregados gerais de
construção, em relação ao ligante à base de resinas epóxidas, decidiu-se recorrer ao produto ICOSIT
K 101 N do fabricante SIKA. Este é um produto isento de solventes, com boa resistência química e
mecânica e é adequado para a retoma de betonagem, já que possibilita a colagem do betão fresco ao
betão já endurecido. Apresenta uma tensão de aderência de aproximadamente 3 MPa e uma
resistência à compressão de 80 5N/mm2 (NP EN 196-1). O tempo de aplicação da mistura (pot-life) é
para uma temperatura de 25ºC aproximadamente 15min ( ANEXO B – Ficha do ligante de resinas
epóxidas ICOSIT K 101 N).
Para a obtenção das carotes, recorreu-se a uma caroteadora DD 130 – RIG do fabricante HILTI. As
carotes tinham 5cm de diâmetro e 15cm de profundidade, ou seja, os carotes estendiam-se 5cm para
além da interface da junta, já que esta estava localizada a 10cm da superfície da lajeta.
A tarefa seguinte consistiu na colagem dos discos de aço ao topo das carotes ( Figura 4.17). Antes
de iniciar-se o processo de colagem, procedeu-se à preparação da superfície de modo a obter uma
boa aderência entre os discos e o betão. A colagem dos discos foi feita recorrendo a um adesivo à
base de resina epóxidas. O adesivo utilizado tinha como nome comercial ARALDITE STANDARD e
era constituído por dois componentes. Resiste a temperaturas desde -60ºC a 65ºC e permite que as
peças coladas resistam a tensões de tracção de 35 MPa.
Figura 4.17 – Colagem dos discos de aço para os ensaios de arrancamento.
Os ensaios de arrancamento (pull-off test) foram realizados segundo a norma ASTM C 1583-04
(2004) ou BS 1881:Part 207 e com recurso ao equipamento disponível no LC do Instituto Superior
Técnico ( Figura 4.18). O equipamento utilizado tinha a particularidade da velocidade de aplicação da
força de arrancamento ser definida manualmente. Desta forma, procurou-se que a velocidade de
aplicação da força de arrancamento fosse feita a velocidade constante em cada uma das carotes.
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
68 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Figura 4.18 – Equipamento disponível no LC e utilizado para a realização dos ensaios de pull-off.
Em relação à extracção, exame e ensaios à compressão das carotes parciais de 10cm de diâmetro
extraídas das lajetas pertencentes ao grupo 0 do programa experimental (Quadro 1.1), todos os
passos anteriormente referidos foram feitos segundo a norma NP EN 12504-1. Estas carotes foram
utilizadas para a obtenção da resistência à compressão dos betões utilizados em cada uma das fases
de betonagem. Estas carotes foram extraídas recorrendo à mesma caroteadora utilizada para a
obtenção das carotes referentes aos ensaios de pull-off. Após a extracção de cada carote, estas eram
rectificados numa rectificadora a fim de estarem em condições de serem ensaiados à compressão.
4.6. Resultados dos Ensaios
No decorrer de qualquer trabalho experimental, encontram-se frequentemente situações onde um ou
mais resultados obtidos parecem bastante distantes dos restantes. Nestas situações levantam-se as
seguintes questões:
- Devemos ou não desprezar aquela medida? Será que o desvio ocorrido está dentro do aceitável e
do que seria espectável?
O presente programa experimental não é excepção e por forma a obter resultados que
correspondessem de facto àquilo que seria expectável e que se enquadrassem dentro dos restantes
valores, decidiu-se recorrer a testes estatísticos e verificar se para um determinado nível de
confiança, era ou não ilícito desprezar o valor em causa. O critério utilizado para detectar os possíveis
valores anormais (outliners) foi o critério de Dixon e a sua explicitação encontra-se no ANEXO C –
Critério para Detectar Valores Anormais, Critério de Dixon (). Assim, foram feitos testes a todas as
amostras obtidas, quer fossem referentes aos ensaios à compressão quer fossem referentes aos
ensaios de pull-off, e caso os valores obtidos fossem anormais, eram desprezados. Os valores
expostos nos pontos seguintes foram desta forma sujeitos a um rastreio prévio. O nível de
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 69
probabilidade para o qual se pretendeu garantir que o valor testado deveria ou não ser rejeitado foi de
95%.
4.6.1. Ensaios de Compressão dos Provetes
Nos quadros seguintes apresentam-se os resultados dos ensaios de compressão às carotes de betão
da 1ª e 2ª betonagem, a fim de determinar a resistência do betão utilizado. Como foi anteriormente
referido, por razões de logística, aquando da 1ª betonagem não foi possível obter os 6 provetes
cúbicos de 15cm de lado para a realização dos ensaios ao betão. Para solucionar e ultrapassar esta
solução, optou-se por extrair 5 carotes, com 10cm de diâmetro e 20cm de altura, da lajeta constituída
apenas por betão da 1ª betonagem. Foram efectuados ensaios à compressão a cada uma das
carotes extraídas e recorrendo a CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11 (1976) foi
estimado o valor do parâmetro P. Para mais informações relativas à obtenção do parâmetro P e os
princípios por detrás deste parâmetro, recomenda-se a leitura do ponto § 4.3 da presente dissertação.
Decidiu-se também extrair 5 carotes da lajeta monolítica constituída apenas por betão da 2ª
betonagem. Eis os resultados obtidos:
Quadro 4.5 – Resultados dos ensaios à compressão das carotes de betão referentes à 1ª betonagem
Carotes referentes à 1ª Betonagem
Força de
Rotura F
(kN)
Tensão de
Rotura
(MPa)
(MPa)
P (Estimated
Potential
Strenght)
(MPa)
P 15%
(MPa)
Desvio
Padrão
(MPa)
Coeficiente
de Variação
(%)
Carote 1 103,0 13,11 19,67
20,68
3,08 11,90
Carote 2 109,9 13,99 20,99 23,78
Carote 3 89,1 11,34 17,02
Carote 4 118,1 15,04 22,56 17,58
Carote 5 121,3 15,44 23,17
Onde:
– Estimativa da tensão de rotura duma carote de esbelteza à compressão, aos 28 dias e em
provetes cúbicos ([4.5])
P – Estimated Potential Strenght – Corresponde à media dos valores obtidos e representa uma
estimativa da tensão de rotura de provetes cúbicos de betão aos 28 dias
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
70 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Quadro 4.6 - Resultados dos ensaios à compressão das carotes de betão referentes à 2ª betonagem
Carotes referentes à 2ª Betonagem
Força de
Rotura F
(kN)
Tensão de
Rotura
(MPa)
(MPa)
P (Estimated
Potential
Strenght)
(MPa)
P 15%
(MPa)
Desvio
Padrão
(MPa)
Coeficiente
de Variação
(%)
Carote 1 96,1 12,24 18,35
21,93
4,05 14,78
Carote 2 103,2 13,14 19,71 25,21
Carote 3 97,8 12,45 18,68
Carote 4 124,7 15,88 23,82 18,64
Carote 5 133,5 17,00 25,50
Onde:
– Estimativa da tensão de rotura duma carote de esbelteza à compressão, aos 28 dias e em
provetes cúbicos ([4.5])
P – Estimated Potential Strenght – Corresponde à media dos valores obtidos e representa uma
estimativa da tensão de rotura de provetes cúbicos de betão aos 28 dias
Como foi referido no ponto § 4.3 da presente dissertação, para avaliar a fiabilidade dos resultados
obtidos torna-se necessário calcular a sua significância t. Recorrendo à expressão [4.7] obtiveram-se
os seguintes valores para a significância de cada uma das amostras:
Quadro 4.7 – Significância dos resultados obtidos nos ensaios à compressão das carotes
Significância t
1ª Betonagem 1,33
2ª Betonagem 2,21
Relativamente ao betão que constituiu a 2ª betonagem, foi possível obter 6 provetes cúbicos de betão
para proceder ao ensaio à compressão do betão tal como a norma NP EN 12390 parte 1, 2 e 3
estipulam. Como foi referido, apenas foi possível realizar os ensaios à compressão dos provetes
cúbicos aos 24 dias, tendo-se efectuado uma extrapolação através da expressão 3.2 existente (CEN -
Eurocódigo 2: Parte 1-1, Abril, 2004) a fim de obter qual seria a resistência à compressão
correspondente aos 28 dias. Apresenta-se na tabela seguinte os resultados obtidos para os ensaios à
compressão aos 6 provetes cúbicos.
Quadro 4.8 – Valores obtidos nos ensaios à compressão dos provetes cúbicos referentes ao betão da 2ª betonagem
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 71
Provetes Cúbicos referentes à 2ª Betonagem
Força de
Rotura F (kN)
Tensão de rotura
24 (MPa)
Tensão de rotura
28 (MPa) , 28
(MPa)
Desvio
Padrão
(MPa)
Coeficiente de
Variação (%)
Provete 1 599,5 26,64 27,40
25,94 2,09 8,05
Provete 2 616,8 27,41 28,19
Provete 3 601,5 26,73 27,49
Provete 4 541,3 24,06 24,74
Provete 5 498,7 22,16 22,79
Provete 6 547,3 24,32 25,02
Onde:
24 – Tensão de rotura à compressão dos provetes cúbicos de betão aos 24 dias
28 – Extrapolação da tensão de rotura à compressão dos provetes cúbicos de betão aos 28
dias através da expressão, a partir da sua tensão de rotura aos 28 dias ( [4.2] e [4.3])
Todos os resultados obtidos e expostos anteriormente, encontram-se presentes no ANEXO D –
Resultados dos ensaios à compressão às carotes e provetes cúbicos. A composição do betão
utilizado encontra-se ANEXO A – Composição dos betões utilizado nas betonagens das lajetas
4.6.2. Ensaios de arrancamento (Pull-off test)
Neste ponto, apresentam-se os resultados obtidos nos ensaios de arrancamento das carotes parciais
em de cada uma das lajetas, referentes a cada um dos tratamentos aplicados à interface das juntas
de betonagem estudadas. Como foi referido anteriormente, o parâmetro que permite estudar o
comportamento mecânico das juntas de betonagem será a sua resistência à tracção. Esta resistência
de rotura à tracção foi obtida através de ensaios de pull-off. A tensão obtida em cada um dos ensaios
é uma medida directa da tensão de rotura à tracção de cada interface da junta de betonagem
envolvida no programa experimental.
Em relação aos resultados obtidos em cada teste de arrancamento, caso a rotura da carote ocorra
pela interface da junta, a tensão obtida é a tensão de rotura à tracção da junta de betonagem. Caso
contrário, se a rotura se localizar numa secção da carote que não a da junta, o valor da tensão obtido
é uma estimativa por defeito da tensão de rotura à tracção da junta. No caso da carote não
apresentar nenhuma junta de betonagem, ou seja, numa situação correspondente a uma peça
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
72 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
monolítica, o valor da tensão obtido corresponde à tensão de rotura à tracção do betão que constitui a
peça.
Figura 4.19 – Carotes extraídas aquando da realização dos ensaios de arrancamento. É possível observar cada uma das
diferentes roturas ocorridas.
No quadro seguinte, são apresentados os valores médios da tensão de rotura à tracção na interface
dos provetes de pull-off, referente a cada um dos tratamentos estudados, bem como o respectivo
desvio padrão, coeficiente de variação e localização mais frequente para a rotura das carotes. No
ANEXO E – Resultados dos ensaios de pull-off realizados às juntas de betonagem, apresentam-se os
quadros com os resultados completos de cada uma das situações estudadas.
Quadro 4.9 – Resultados obtidos nos ensaios de pull-off
Tipo de Junta TTP Pull-off
(a) (MPa) Desvio Padrão
(MPa) Coeficientede Variação (%)
Localização mais frequente da rotura da carote
— (PM) I (1) 1,78 0,42 23,33 -
— (PM) II (2) 1,83 0,27 14,70 -
ST (3) 1,52 0,37 24,13 Fora da inteface
REA+Humed. (4) 1,41 0,28 19,91 Interface
TP+Ligante Epóxido (5) 1,63 0,12 7,65 Fora da interface
TP (6) 1,27 0,67 52,46 Interface
TP+Humed. (7) 1,21 0,43 35,95 Interface
RMD+ Humed. (8) 1,68 0,53 31,59 Interface
RMD+Lig. Epóxido (9) 1,15 0,19 16,44 Interface
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 73
Legenda do Quadro 4.9
(1) Peça Monolítica constituída por betão referente à 1ª betonagem e sem qualquer tipo de junta de betonagem
(2) Peça Monolítica constituída por betão referente à 2ª betonagem e sem qualquer tipo de junta de betonagem
(3) Superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de tratamento da interface da junta
(4) Superfície da junta tratada através da escovagem da interface recorrendo a uma escova de pêlos de aço, seguido dum
humedecimento da interface da junta
(5) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio dum martelo pneumático, seguido da aplicação dum ligante à base de
resinas epóxidas especiais na interface da junta
(6) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio dum martelo pneumático e sem qualquer tipo de pré-humedecimento da
interface da junta
(7) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e com pré-humedecimento da interface da junta
(8) Utilização duma rede de metal distendido na interface da junta de betonagem, seguido de um humedecimento prévio da junta
(9) Utilização de uma rede de metal distendido juntamente com um ligante à base de resinas epóxidas especiais
(a) Tensão de rotura à tracção na Interface dos carotes obtida através do ensaio de Pull-off
4.7 Análise dos Resultados dos Ensaios
Em relação aos resultados obtidos para os ensaios à compressão às carotes referentes à 1ª e 2ª
betonagem e no que diz respeito ao valor do parâmetro P (estimated potential strenght), observa-se
que os valores estão dentro da gama de valores que seria de esperar para a resistência à
compressão dos betões utilizados. Analisando o valor obtido para a significância t referente a cada
um dos ensaios à compressão das carotes (1,33 e 2,21 - Quadro 4.7), chega-se à conclusão que
estes são inferiores a 2.4. Assim e segundo CONCRETE SOCIETY TECHNICAL REPORT NO. 11
(1976), pode afirmar-se com 95% de confiança que o valor mínimo da tensão de rotura à compressão
obtido não é estatisticamente diferente dos restantes e que portanto não deverá ser excluído.
O objectivo da determinação do parâmetro P era averiguar se a resistência do betão presente nas
lajetas estava de acordo com aquilo que tinha sido especificado. Comparando o valor do parâmetro P
referente à 1ª e 2ª betonagem, 25,85 e 27,41 MPa (Quadro 4.5 e Quadro 4.6) com o valor da
resistência característica à compressão dum provete cúbico de betão C20/25 aos 28 dias (25 MPa),
observa-se que os valores obtidos estão dentro do esperado. Este facto é confirmado pela
extrapolação efectuada à resistência obtida nos provetes cúbicos da 2ª betonagem aos 24 dias para
os 28 dias (25,94 MPa - Quadro 4.8). A partir dos resultados obtidos, pode-se confirmar que a
resistência apresentada pelos betões da 1ª e 2ª betonagem está dentro daquilo que foi requisitado,
com a sua resistência a ser condizente com a resistência dum betão pertencente à classe C20/25.
Assim, o betão referente à 1ª betonagem será caracterizado por uma resistência à compressão de
25,85 MPa enquanto o betão referente à 2ª fase de betonagem será caracterizado por uma
resistência à compressão de 25,94 MPa.
Seguidamente, apresentam-se dois gráficos com o valor médio da rotura à tracção na interface das
juntas de betonagem através dos ensaios de pull-off para cada um dos tratamentos estudados:
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
74 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Figura 4.20 – Dispersão dos resultados obtidos nos ensaios de pull-off
Figura 4.21 – Valores médios da tensão de rotura à tracção das diferentes interfaces das juntas de betonagem
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Peça Monolítica
I
Peça Monolítica
IIST
REA+HUMED
TP+LIGANT EPOXI
TPTP+HUME
DRMD+EPO
XIRMD+HUMED
Valor máximo 2,39 2,14 1,78 1,68 1,83 1,94 1,78 2,44 1,43
Valor mínimo 1,48 1,63 0,92 1,12 1,53 0,97 1,02 1,27 1,02
Valor médio 1,78 1,83 1,52 1,41 1,63 1,26 1,29 1,68 1,15
Tensão
de Ro
tura à Tracção
(MPa
)
Dispersão dos resultados obtidos nos ensaios de pull‐off
Valor máximo Valor mínimo Valor médio
1,78 1,83
1,521,41
1,63
1,26 1,29
1,68
1,15
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
Tipos de Tratamentos da Superfície da Interface
Tensão
de Ro
tura à Tracção
(MPa
)
Valores Médios da Tensão de Rotura à Tracção Das Diferentes Interfaces Das Juntas de Betonagem
‐ (PM 1ª betonagem) ‐ (PM 2ª betonagem) ST
REA + EPOXI S/ HUMED
TP+HUMED RMD+EPOXI RMD+HUMED
PM I PM II
STREA
+EPOXIDO
S/HUMED. C/ HUMED.
RMD + EPOXIDO
RMD
TP
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 75
Legenda da Figura 4.20 e Figura 4.21
• - (PM 1ª betonagem) → Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem,
constituída por betão referente à 1ª betonagem
• - (PM 2ª betonagem) → Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem,
constituída por betão referente à 2ª betonagem
• ST → Superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de tratamento da interface da
junta
• REA + HUMED → Superfície da junta tratada através da escovagem da interface recorrendo
a uma escova de pêlos de aço, seguido de um humedecimento da interface da junta
• TP + LIGANTE EPÓXIDO → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um
martelo pneumático, seguido da aplicação dum ligante à base de resinas epóxidas especiais
na interface da junta
• TP → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e sem
qualquer tipo de pré-humedecimento da interface da junta
• TP + HUMED → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo
pneumático e com pré-humedecimento da interface da junta
• RMD + EPÓXIDO → Utilização de uma rede de metal distendido juntamente com um ligante
à base de resinas epóxidas especiais como junta de betonagem
• RMD + HUMED → Utilização de uma rede de metal distendido na interface da junta de
betonagem, seguido de um humedecimento prévio da junta
Observando a Figura 4.21, verifica-se que a situação onde a lajeta de betão foi betonada de uma só
vez e sem a existência de uma junta de betonagem (PM 1ª e 2ª betonagem), foi aquela que
apresentou uma maior resistência à tracção, cerca de 1,78 e 1,83 MPa. Como esperado, a esta
situação correspondeu o valor mais alto obtido para a resistência à tracção, já que aquando da
betonagem da lajeta não existiu nenhuma interface de separação física entre o betão que a
constituía. Estes valores vêm reforçar a ideia de que numa peça de betão formada através de juntas
de betonagem, haverá uma redução da sua resistência mecânica à tracção, já que em todas as
situações onde nas lajetas havia a presença de juntas de betonagem, o valor médio da resistência à
rotura à tracção da interface foi sempre inferior ao obtido para uma peça monolítica. Assim, a junta de
betonagem será um ponto de fraqueza estrutural na peça, já que a continuidade e o monolitismo da
peça são interrompidos. Os resultados obtidos comprovam isso, havendo casos em que o tratamento
aplicado à interface da junta de betonagem e a sua existência, levou a reduções na resistência à
tracção das juntas de betonagem na ordem dos 37%. Este foi o caso duma interface obtida através
duma rede de metal distendido (RMD + HUMED).
Seguidamente é apresentada a análise aos tratamentos da interface referentes ao grupo I do
programa experimental, visando o estudo do comportamento mecânico das juntas de betonagem
horizontais. Observa-se desde logo que a situação onde a superfície da interface foi alvo dum
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
76 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
tratamento à base duma escarificação completa da interface seguido da aplicação de um ligante à
base de uma resina epóxidas (ICOSIT K 101 N), situação TP + LIGANTE EPÓXIDO, foi aquela onde
se verificou uma maior resistência à tracção da interface (1,63MPa). De tal forma que, quando em
comparação com o valor obtido nas situação das lajetas monolíticas, apenas houve uma redução
média de 10% na resistência da interface da junta. Este valor da tensão de rotura à tracção é uma
estimativa por defeito da tensão de resistência última à tracção da junta, já que a rotura da carote
deu-se quase sempre fora da interface da junta de betonagem. Pode desta forma concluir-se que um
tratamento da interface da junta de betonagem à base duma escarificação da interface seguido da
aplicação dum ligante de epóxidas, constitui um excelente tratamento e é capaz de garantir um bom
comportamento mecânico à junta de betonagem.
Uma das justificações para que este tratamento apresentasse valores elevados para a resistência à
tracção, foi que através da escarificação completa da superfície da interface conseguiu-se obter uma
rugosidade bastante elevada para esta, permitindo assim que ocorresse uma excelente ligação entre
os betões de diferentes idades aquando da retoma da betonagem. A criação de uma superfície de
interface da junta de rugosidade elevada é para muitos autores ACI STANDARD 224.3R-95 (1995),
EMMONS (1994) e outros, uma medida imprescindível para a obtenção de uma boa ligação entre os
betões envolvidos numa retoma de betonagem e consequentemente numa junta de betonagem.
Com a escarificação da interface com o martelo pneumático até se expor os agregados da interface
numa profundidade de 5mm, foi possível remover toda a pasta de cimento endurecida que formava a
interface, pasta esta caracterizada por uma menor resistência mecânica. A criação de uma superfície
da interface da junta com uma rugosidade elevada e com a remoção da pasta de betão pobre que
cobria a interface é, segundo BUSSEL & CATHER (1995), o melhor procedimento para a minorar a
perda de resistência mecânica criada pela existência de uma junta betonagem.
Após a escarificação completa da interface da junta de betonagem, expondo-se os agregados em
5mm, cobriu-se toda a interface da junta pelo ligante à base de resinas epóxidas especiais ICOSIT K
101 N. Este é um produto que funciona como cola estrutural, possibilitando uma colagem muito mais
resistente que a resistência à tracção do próprio betão. A sua tensão de aderência de
aproximadamente de 3 MPa, aos 28 dias. Este produto permite assim uma colagem adequada entre
o betão fresco e o betão endurecido, sendo o seu uso recomendado para situações de retoma de
betonagens e consequentemente em juntas de betonagem. Assim, para além da rugosidade criada
através da escarificação da interface da junta recorrendo a um martelo pneumático, a aplicação do
ligante ICOSIT K 101 N, permitiu ainda criar uma capacidade de adesão suplementar entre os betões,
razão pela qual este tratamento apresentou a maior resistência à tracção de entre todos os
tratamentos estudados.
Em relação aos resultados obtidos referentes à situação ST, em que a superfície de interface da junta
de betonagem não sofreu qualquer tipo de tratamento, verifica-se que esta situação apresentou
valores relativamente elevados e um pouco desfasados daquilo que seria de esperar (1,52MPa). Este
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 77
valor representa apenas uma diminuição média de 16% na resistência à tracção quando comparado
com a situação de referência (PM – 1ª e 2ª betonagem). De facto, os resultados vão contra aquilo que
toda a bibliografia refere ACI STANDARD 224.3R-95 (1995), BS 8007:1987, BOORK (1969) e outros.
A bibliografia consultada refere que em secções onde as superfícies de betonagem não apresentem
qualquer tipo de rugosidade, apresentam uma resistência mecânica à tracção bastante reduzida e a
ligação e aderência entre os betões de diferentes idades é bastante frágil. A chave para um
comportamento aceitável por parte duma junta de betonagem é a criação de uma superfície rugosa,
tal que esta permita uma boa adesão e ligação entre os betões de diferentes idades. No entanto e
como se pode ver pelas Figura 4.13, a superfície da interface referente à situação ST, não
apresentava qualquer tipo de rugosidade e era uma superfície de certa forma lisa. Apesar do que foi
referido, não deixa de constituir alguma estranheza os resultados obtidos, tanto que a localização
mais frequente da rotura da carote ocorreu fora da interface da junta. Assim, o valor obtido (1,52
MPa) é uma estimativa por defeito da tensão de rotura à tracção da junta, já que esta ocorreu na
maioria das vezes pelo betão e fora da interface da interface da junta. No entanto, o facto dos ensaios
de pull-off realizados a estas carotes terem registado valores de desvio padrão na ordem dos 0,37
MPa, cerca de 24% da média do valor obtido para a resistência à tracção da interface da junta para
esta situação, leva a que as análises possíveis para o valor obtido sofram de alguma incerteza. O
valor obtido para este tratamento não deixa de causar alguma estranheza, tanto que em tratamentos
como TP, TP + HUMED ou REA + HUMED verificou-se valores de resistência à rotura à tracção da
junta inferiores ao obtido no tratamento ST, quando o esperado era o inverso. No entanto,
observando a Figura 4.20 relativamente à dispersão dos resultados obtidos nos ensaios de pull-off,
constata-se que a dispersão dos resultados obtidos para o presente tratamento (ST) foi tal, que houve
ensaios em que ser registou uma tensão de rotura de 0,92MPa. Este valor apresenta-se como o valor
mais baixo registado para a resistência à tracção da interface de todas as juntas de betonagem
estudadas. Este valor obtido parece estar mais de acordo com aquilo que seria de esperar para este
tratamento e com aquilo que toda a bibliografia refere. Apesar da média dos valores obtidos para este
tratamento ter sido um valor de certa forma inesperado, julga-se que o número de ensaios obtidos
não é suficiente e não é representativo para tecer qualquer tipo de conclusões a este respeito. O
facto de se ter registado um valor com uma resistência à tracção bastante reduzida (0,92MPa) para
este tratamento permite deixar aberta a possibilidade de se confirmar que uma interface lisa e sem
qualquer tipo de tratamento não constitui uma solução viável para as juntas de betonagem.
A situação da superfície da interface raspada com escova de pêlos de aço, seguido de um pré-
humedecimento da interface antes de se iniciar a retoma da betonagem, REA + HUMED, apresentou
um valor de 1,41 MPa para a tensão de rotura à tracção da interface da junta de betonagem. Partindo
de suposição que o valor obtido para a situação ST se encontra desfasado da realidade, a seguir ao
tratamento TP + LIGANTE EPÓXIDO, este foi o tratamento com melhores resultados dentro dos
ensaios referentes ao grupo I do programa experimental. Quando em comparação com os
tratamentos da interface do grupo TP (superfície da interface totalmente picada com e sem pré-
humedecimento), observa-se que o tratamento REA + EPÓXIDO apresenta valores superiores em
cerca de 12% (1,68 contra 1,29 e 1,26 MPa). Uma justificação possível para tais resultados, consiste
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
78 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
no grau de rugosidade criado por cada um dos tratamentos. Apesar da capacidade de escarificação
da superfície da interface e exposição dos agregados através dum martelo pneumático ser
relativamente superior à capacidade obtida através duma escova de pêlos de aço, pode ter-se dado o
caso que a utilização da escova de pêlos de aço permitiu criar uma superfície mais rugosa e capaz de
garantir uma melhor aderência. Como foi referido, a chave para um bom comportamento mecânico à
tracção duma junta consiste na criação duma superfície rugosa. Para além de se ter conseguido uma
superfície da interface mais rugosa, presume-se também que este tratamento conseguiu também
uma maior exposição dos agregados, bem como uma maior remoção da pasta de cimento endurecida
e de menor resistência mecânica. No entanto, há que ter em conta outro parâmetro bastante
importante que pode justificar plenamente os resultados obtidos. A operação de escarificação do
betão da superfície da interface com auxílio do martelo pneumático pode ter provocado uma
microfissuração no betão, levando a uma diminuição da sua resistência. Esta microfissuração no
betão levou a que fossem obtidas resistências inferiores no grupo TP em relação à situação REA +
HUMED. Saliente-se que esta observação e está de acordo com aquilo que é referido por diversos
autores JÚLIO (2001), TALBOT, PIGEON, BEAUPRÉ & MORGAN (1994).
Em relação aos valores observados para as situações TP (1,29MPa) e TP + HUMED (1,26MPa),
onde o tratamento da superfície da interface da junta de betonagem era composto por um
escarificação total da superfície da interface, diferenciando-se pela aplicação de um pré-
humedecimento da interface, observa-se que praticamente não houve diferenças nos resultados
obtidos. A escolha e o estudo destes dois tratamentos tem como principal objectivo averiguar a
possível influência que o pré-humedecimento da superfície da interface pode ter na resistência à
tracção de uma junta de betonagem. Saliente-se que esta é uma prática comum na indústria da
construção civil, razão pela qual decidiu-se estudar a influência deste parâmetro. Assim, analisando
os valores chega-se à conclusão que estes são praticamente iguais, pelo que se conclui que esta
operação não tem qualquer tipo de influência na resistência à tracção de uma junta de betonagem.
Observa-se também que este foi o tratamento onde se verificou uma menor resistência à tracção de
entre as juntas de betonagem horizontais. No entanto saliente-se o facto de se terem observado
desvios padrão elevados nos ensaios pull-off referentes a este tratamento (Figura 4.20), revelando
que os resultados obtidos não apresentam uma grande fiabilidade. Este resultado carece de melhor
análise, já que contraria o know-how existente e é prática comum na grande maioria das situações
envolvendo juntas de betonagem.
Aborda-se de seguida agora os ensaios referentes ao grupo II do programa experimental, onde se
estudou o comportamento mecânico de algumas interfaces referentes a juntas de betonagem
verticais. Analisando os valores obtidos, observa-se que a situação onde a interface da junta da
betonagem era formada por uma rede de metal distendido, procedendo-se a um pré-humedecimento
da sua interface antes de se iniciar a retoma de betonagem (RMD + HUMED), foi aquela que
apresentou o menor valor para a tensão de rotura à tracção da interface (1,15MPa). A outra situação
estudada, RMD + EPÓXIDO, apresentou uma resistência à tracção da interface da junta bastante
considerável e na ordem dos 1,68MPa. O valor obtido no caso da situação (RMD + EPÓXIDO)
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 79
apresenta-se relativamente próximo do valor do betão (1,80MPa), revelando-se como um
tratamento extremamente eficaz para uma junta de betonagem.
As redes de metal distendido apresentam um quadro rígido feito de “barras” de aço, que permitir obter
uma superfície rugosa, propícia para se obter uma boa aderência à nova camada de betão fresco. O
esperado era que com o tratamento RMD+HUMED se obtivesse um valor considerável para a rotura
à tracção da interface da junta e que este tratamento acabasse por se revelar com um tratamento
adequado para a junta de betonagem. No entanto e pelos valores obtidos na Figura 4.20 e Figura 4.21, verifica-se que o valor médio da tensão de rotura à tracção para este tratamento é bastante
reduzido, 1,15MPa, apresentando-se como o valor médio mais baixo de entre todos os tratamentos
estudados. Pode-se desde logo especular que a utilização de redes de metal distendido em juntas de
betonagens não constitui uma solução eficaz e capaz de garantir um bom comportamento mecânico
para estas. Observando a Figura 4.22, observa-se que a rotura das carotes parciais referente aos
ensaios pull-off que englobavam este tratamento se deu pela interface e imediatamente acima da
rede de metal distendido. As nervuras existentes ao nível da rede de metal distendido apresentam
uma malha pouco aberta, de tal forma que a área de contacto entre os betões de diferentes idades é
reduzida. Devido ao facto da área de contacto ser reduzida, não se consegue promover uma união
adequada entre os betões, levando a que a rotura à tracção da interface da junta ocorra para valores
mais baixos e que esta se situe imediatamente por cima da rede de metal distendido. Apesar da rede,
por si só, apresentar previsivelmente uma resistência considerável e superior quando em comparação
com os betões utilizados, a interface da junta irá romper pelo plano de maior fraqueza estrutural, que
neste caso será o plano imediatamente superior à rede. Pela Figura 4.22 confirma-se que a rede tem
a capacidade de criar uma interface rugosa nos betões que formam a junta de betonagem, no entanto
não é capaz de garantir uma aderência adequado entre os betões.
Figura 4.22 - Localização da rotura das carotes de pull-off referentes ao tratamento RMD+HUMED.
Observando a Figura 4.23 é possível observar que ocorreu uma passagem considerável de finos e
de pasta de cimento por entre as nervuras da rede de metal distendido. Desde logo verifica-se que o
betão fresco foi colocado a cerca de 0,10 metros da malha, distância esta que se encontra
consideravelmente abaixo dos 0,30 metros referidos por ACI STANDARD 224.3R-95 (1995) e
exigidos para que não ocorra um decréscimo da resistência estrutural da junta devido ao
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
80 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
escorrimento de pasta de cimento. Este facto pode ter tido alguma importância para o resultado
obtido pelo tratamento RMD+HUMED.
Figura 4.23 – Escorrimento de calda de betão empobrecido por entre as nervuras da malha.
Em relação aos valores obtidos para o tratamento RMD+EPÓXIDO e tendo em atenção o que foi
mencionado para o tratamento RMD+HUMED e o tratamento TP+EPÓXIDO, pode-se concluir que o
valor elevado atingido para a rotura à tracção (1,68MPa) se deveu sobretudo à utilização do ligante
artificial à base de resinas epóxidas. Presume-se que este ligante foi capaz de contornar a situação
da passagem de finos e de pasta de cimento pelas nervuras da rede de metal distendido. O modo
típico de rotura das carotes aquando do recurso a este tratamento deu-se pela rede de metal
distendido ( Figura 4.24). Tal constatação mostra que o plano mais fraco da ligação é formado pela
rede de metal distendido e que o agente ligante tem capacidade suficiente para unir e ligar o betão da
retoma de betonagem à rede de metal distendido. No entanto, presume-se que devido à área de
contacto reduzida, neste caso entre o betão original e o agente ligante, este não é capaz de promover
a aderência e a união necessária entre estes dois elementos.
Figura 4.24 – Localização da rotura das carotes referentes ao tratamento RMD+EPÓXIDAS
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 81
Como análise final aos resultados obtidos, pode-se afirmar que o tratamento da superfície da
interface da junta TP + LIGANTE EPÓXIDO foi aquele que apresentou melhores resultados
relativamente à resistência mecânica à tracção (1,63 MPa), no que diz respeito às juntas de
betonagem horizontais. Já nos ensaios referentes ao grupo II do programa experimental, referente às
juntas de betonagem verticais, a situação RMD + EPÓXIDO foi o tratamento que conduziu a melhores
resultados, com uma resistência à tracção da junta de betonagem de 1,68MPa. Apresenta-se de
seguida um quadro resumo com a disposição dos tratamentos estudados por ordem de eficácia no
que diz respeito à resistência à tracção proporcionada em cada junta de betonagem.
Quadro 4.10 – Disposição dos tratamentos à interface das juntas de betonagem horizontais mais eficazes
Tratamento aplicado à junta de betonagem
Valores Médios da Tensão de Rotura à Tracção das Diferentes Interfaces (MPa)
TP+Ligante Epóxido (1) 1,63
ST (2) 1,52
REA+Humed. (3) 1,41
TP (4) 1,27
TP+Humed. (5) 1,21
Legenda Quadro 4.10
(1) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático, seguido da aplicação dum ligante à base de
resinas epóxidas especiais na interface da junta
(2) Superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de tratamento da interface da junta
(3) Superfície da junta tratada através da escovagem da interface recorrendo a uma escova de pêlos de aço, seguido dum
humedecimento da interface da junta
(4) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e sem qualquer tipo de pré-humedecimento da
interface da junta
(5) Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e com pré-humedecimento da interface da junta
Quadro 4.11 - Disposição dos tratamentos à interface das juntas de betonagem verticais mais eficazes
Tratamento aplicado à junta de betonagem
Valores Médios da Tensão de Rotura à Tracção das Diferentes Interfaces (MPa)
RMD+ Lig. Epóxidico (6) 1,68
RMD+Humed (7) 1,15
Legenda Quadro 4.11
(6) Utilização duma rede de metal distendido na interface da junta de betonagem, seguido de um humedecimento prévio da junta
(7) Utilização duma rede de metal distendido juntamente com um ligante à base de resinas epóxidas especiais
Comparando os resultados obtidos com aqueles que foram obtidos em JÚLIO (2001), onde também
foi estudada a influência do comportamento mecânico de alguns métodos de tratamentos de juntas
Capítulo 4 -Trabalho experimental – Caracterização do comportamento mecânico à tracção das juntas
82 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
de betonagem, observa-se que foram de certa forma idênticos. Assim, em JÚLIO (2001), verificou-se
também que uma superfície da interface tratada com uma escova de pêlos de aço produziria
melhores resultados quando comparado com tratamentos à base da escarificação da interface com
auxilio a um martelo pneumático. Em JÚLIO (2001), ao contrário do que foi registado no programa
experimental da presente dissertação, a superfície da interface da junta sem qualquer tipo de
tratamento não apresentou qualquer resistência à tracção. Esta seria a situação esperada para este
“tratamento”. No entanto, e como foi visto anteriormente, uma interface da junta sem qualquer tipo de
tratamento acabou por apresentar uma boa resistência à tracção. JÚLIO (2001) também conclui que
o factor “pré-humedecimento” da interface da junta de betonagem, não tem qualquer influência na
capacidade resistente à tracção dessa junta.
Observando os valores do coeficiente de variação referentes a cada um dos grupos de ensaios
(Quadro 4.9), ressalta logo à vista os valores elevados obtidos em alguns deles. Por exemplo na
situação TP obteve-se um coeficiente de variação de 52%, TP + HUMED 35,95%, RMD + HUMED
31,6% ou os 24% no caso do método ST. Em estatística, o coeficiente de variação é uma medida de
dispersão para que se possa efectuar a comparação entre distribuições (ensaios) diferentes, já que o
desvio padrão de duas distribuições não é boa medida de comparação. A solução é usar o coeficiente
de variação, que é fornecido pelo quociente do desvio padrão pela média, . Assim, conclui-se
que existiu uma variabilidade importante nos resultados obtidos. Essa variabilidade pode ser sinónimo
de incerteza nas conclusões a retirar aos resultados obtidos e estes podem apresentar variações nos
seus resultados de tal ordem que podem influenciar a veracidade da análise final aos resultados. Esta
variação é em parte explicada por factores inerentes ao próprio método, ou a factores/parâmetros que
não foi possível fixar devidamente, como é o caso do betão e da panóplia de factores associados a
este material. No entanto, o factor que melhor pode explicar os valores obtidos para o coeficiente de
variação é o número de ensaios realizados, cinco por cada tratamento. Como em algumas situações
ocorreu a descolagem dos discos, nesse caso o resultado obtido era considerado inválido. Dessa
forma, o número de ensaios válidos era reduzido com consequências ao nível da média dos
resultados obtidos em cada tratamento.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 83
Capítulo 5 - Conclusões e Perspectivas de Desenvolvimentos Futuros
Juntas de betonagem são uma necessidade construtiva em praticamente qualquer estrutura de betão
estrutural, de modo a possibilitar a betonagem de peças de betão, de uma forma faseada e espaçada
temporalmente.
As principais exigências de uma junta de betonagem são:
• Garantir que não ocorra um decréscimo significativo da resistência estrutural da peça onde
esta se encontra inserida.
• Proporcionar uma aparência adequada e em consonância com as exigências arquitectónicas
da peça de betão
• Dispor de uma resistência adequada à humidade e à penetração da água.
• Não pôr em causa a durabilidade da peça de betão.
A fim de cumprir as exigências que lhe são impostas, a interface das juntas de betonagem será alvo
dum tratamento específico. Estes tratamentos resumem-se na prática a garantir uma rugosidade
adequada à superfície da junta, para que nesta zona se mobilize uma resistência aceitável ao corte e
à tracção. Entre os tratamentos existentes, aqueles que têm mais expressão hoje em dia são o
tratamento através de um jacto abrasivo de água, a escarificação do betão da junta através de
martelo pneumático, a escovagem do betão através de uma escova de aço, a utilização de elementos
adesivos sintéticos ( látex ou resinas epóxidas por exemplo). Um tratamento precoce e aplicado ao
betão antes de este começar o processo de presa, reflecte-se na necessidade de despender menos
esforço na aplicação de alguns dos tratamentos acima mencionados. A adopção destes timings para
a aplicação dos tratamentos à junta irá minimizar o risco de danificação da sua superfície caso se
recorra à utilização de tratamentos mais agressivos, como é o caso da escarificação do betão através
de um martelo pneumático ou a utilização de jactos abrasivos de areia.
O objectivo duma junta de betonagem é assegurar que a peça onde esta se insere se comporte como
monolítica e sem que ocorra uma perda considerável na resistência mecânica da peça.
As juntas de betonagem podem ser horizontais (ou com pequena inclinação) ou verticais.
Uma junta de betonagem poderá estar sujeita a esforços de tracção ou compressão, flexão segundo
e fora do plano da peça, esforço transverso e torção. No entanto é-lhe sobretudo exigido que estas
sejam capazes de absorver e resistir sobretudo aos esforços de tracção e de corte. Assim, é
necessário garantir que as juntas de betonagem ofereçam uma adequada resistência à tracção e ao
corte, sendo estes os esforços condicionantes para o adequado comportamento mecânico duma
junta de betonagem.
Capítulo 5 - Conclusões e
84 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Em relação à localização e aos motivos que levam a optar por diferentes localizações, a bibliografia
existente diverge em alguns pontos. No entanto, e tendo em atenção o que foi referido no parágrafo
anterior, estas devem ser localizadas nos locais da peça onde o valor do esforço transverso e de
tracção for menor. Observando a Figura 2.5, recomenda-se que as juntas de betonagem se
encontrem localizadas entre e do seu vão.
A influência da introdução de uma junta de betonagem no comportamento mecânico duma peça de betão
Através do estudo experimental efectuado, foi possível estudar o comportamento mecânico de
algumas juntas de betonagem, no que diz respeito ao seu comportamento à tracção. Uma conclusão
óbvia e imediata que se pode retirar dos resultados obtidos e que vai em linha de conta com o que
fora referido ao longo da presente dissertação, é que a introdução duma junta de betonagem implica
uma redução na resistência mecânica da peça de betão onde esta se encontra inserida. Esta redução
da resistência deve-se sobretudo ao facto de ter-se interrompido o monolitismo da peça, criando-se
uma superfície de separação entre os betões de diferentes idades. Esta conclusão é suportada pelos
resultados experimentais obtidos, já que em todas as situações onde se estava na presença de uma
junta de betonagem, ocorreu um decréscimo da resistência à tracção da peça. A introdução de juntas
de betonagem de peças pode levar a reduções na resistência mecânica da peça na ordem dos 36%,
como foi verificado no tratamento da interface formado por uma rede de metal distendido juntamente,
RMD + HUMED ou 39% no caso do tratamento TP. Assim, recomenda-se que em qualquer peça de
betão seja sempre preferível dispor tanto quanto possível o mínimo de juntas de betonagem.
A influência da rugosidade da superfície da interface da junta de betonagem na sua resistência à tracção
No campo das juntas de betonagem horizontais, o método de preparação da superfície da interface
realizado através da escarificação da superfície da interface, recorrendo a um martelo pneumático,
seguido da aplicação dum ligante à base de resinas epóxidas, TP + LIGANTE EPÓXIDO, foi o que
apresentou melhores resultados de entre as técnicas consideradas. Por oposição, os tratamentos da
superfície da interface da junta de betonagem que se mostraram menos eficazes foram os
tratamentos TP e TP+HUMED (Quadro 4.9 – Resultados obtidos nos ensaios de pull-off).
Como foi referido ao longo da presente dissertação e é opinião formada de muitos autores, a chave
para a criação de uma junta com uma resistência adequada e capaz de garantir uma correcta adesão
e ligação entre os betões de diferentes idades, é a criação duma superfície rugosa. Em relação aos
tratamentos TP e TP + HUMED, observa-se que esta solução não se apresentou como uma solução
eficaz e capaz de produzir um bom comportamento mecânico à tracção da junta de betonagem. Pode
concluir-se que uma das justificações para este resultado é que a escarificação da superfície com
recurso a um martelo pneumático não é capaz de produzir uma superfície rugosa eficaz e com a
capacidade de promover uma boa aderência entre os betões de diferentes idades. No entanto,
comparando este tratamento com o tratamento REA+HUMED, onde se procedeu à escovagem da
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 85
superfície da interface da junta de betonagem com uma escova de pêlos de aço, observou-se que
este último acabou por apresentar melhores resultados, apesar da sua superfície da interface da junta
se apresentar menos rugosa como é possível observar na Figura 4.14 e Figura 4.15 . Ora, apesar
dos tratamentos TP e TP + HUMED terem criado uma superfície mais rugosa e que à partida seria
responsável pela obtenção de uma melhor aderência entre betões e consequentemente uma maior
resistência à tracção, estes não apresentaram melhores resultados quando em comparação com o
tratamento REA + HUMED. Uma justificação para tal, é que a escarificação da superfície da interface
da junta de betonagem com recurso a um martelo pneumático pode criar microfissuração do betão,
levando a uma redução na resistência mecânica da junta de betonagem. Assim, apesar de com um
martelo pneumático conseguir reproduzir-se uma superfície com uma rugosidade considerável, a
possível criação de micro-fendação do betão pode levar a que ocorra uma redução na resistência
final da junta de betonagem. Conclui-se assim que em juntas de betonagem sujeitas a um tratamento
da sua interface com recurso a um martelo pneumático, haverá que ter cuidados acrescidos, já que a
utilização deste equipamento poderá criar micro-fendação no betão, com consequências para a sua
resistência. Uma medida para contornar este facto será adequar a potência do martelo pneumático de
forma a evitar os fenómenos de micro-fendação.
Em relação aos resultados obtidos para a situação em que interface da junta de betonagem não
apresentava qualquer tipo de tratamento (ST), onde a retoma de betonagem foi feita directamente
contra a superfície referente à 1ª betonagem, eles vão contra tudo aquilo que seria de esperar e
contra aquilo que toda a bibliografia refere. A bibliografia consultada é unânime ao referir a
importância da criação de uma interface rugosa como meio de promover a aderência entre os betões.
Refere também que uma superfície da interface da junta de betonagem, lisa e sem qualquer tipo de
rugosidade irá apresentar decréscimos consideráveis na sua resistência mecânica. Perante os
resultados obtidos, constatou-se que este “tratamento” levou à obtenção duma junta com uma
resistência assinalável à tracção, caracterizando-se por ser dos tratamentos mais eficazes do
programa experimental, logo atrás do tratamento TP + LIGANTE EPÓXIDO. Não deixa de ser uma
constatação estranha, mas perante toda a bibliografia consultada, pensa-se que é descabido concluir
que uma junta de betonagem onde a sua interface é lisa e não apresenta qualquer tipo de
rugosidade, seja capaz de produzir uma junta com um bom comportamento mecânico à tracção. Das
justificações possíveis, o facto de neste método ter-se registado um desvio padrão médio nos ensaios
pull-off na ordem dos 24%. Como foi referido, observando a Figura 4.20 relativamente à dispersão
dos resultados obtidos nos ensaios de pull-off, constata-se que a dispersão dos resultados obtidos
para o presente tratamento foi tal, que houve ensaios em que ser registou uma tensão de rotura de
0,92MPa. Este valor apresenta-se como o valor baixo registado para a resistência à tracção da
interface de todas as juntas de betonagem estudadas. Este valor obtido parece estar mais de acordo
com aquilo que seria de esperar para este tratamento e com aquilo que toda a bibliografia refere. O
facto de se ter registado um valor com uma resistência à tracção bastante reduzida (0,92MPa) para
este tratamento permite deixar aberta a possibilidade de se confirmar que uma interface lisa e sem
qualquer tipo de tratamento não constitui uma solução viável para as juntas de betonagem. Conclui-
se desta forma que seria necessário proceder a mais ensaios de pull-off para poder retirar alguma
Capítulo 5 - Conclusões e
86 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
conclusão relativamente aos valores encontrados, já que à primeira vista os 5 ensaios obtidos não
parecem ser estatisticamente representativos. Outros dos factores que pode ter influenciado estes
resultados foi a qualidade do betão. Em ambas as betonagens recorreu-se a betão C 20/25, betão
este que apresenta uma resistência à tracção relativamente reduzida (fctm = 2,2 MPa). Como se utiliza
um betão com uma resistência à tracção reduzida, torna-se mais difícil obter conclusões, já que os
valores obtidos para a resistência à tracção das interfaces serão reduzidos e pouco desfazados entre
si. Outra das justificações plausíveis para a obtenção destes valores encontra-se nos próprios
ensaios pull-off realizados para a obtenção da resistência à tracção da junta. Como foi referido no
ponto, há dificuldade em conseguir que não seja introduzida uma flexão residual, que faz com que o
ensaio deixe de ser de tracção pura e que a rotura se passe a dar no ponto mais traccionado. Assim,
pode ter-se dado o caso de que em alguns ensaios, devido a uma possível má orientação da carote,
dos discos de aço ou do equipamento de pull-off, se tenha introduzido uma flexão residual, levando a
que o ensaio deixasse de ser de tracção pura, traduzindo-se numa redução do valor obtido para a
resistência à tracção da junta.
Escarificação da superfície da interface da junta através de martelo pneumático Vs. Escovagem da superfície da interface através duma escova de pêlos de aço
O tratamento REA + HUMED apresentou um comportamento e uma resistência à tracção superior às
juntas de betonagem onde o tratamento presente foi obtido através de TP e TP + HUMED. No
entanto, através do contacto directo obtido em várias obras, o tratamento conseguido à base da
escarificação do betão da interface da junta de betonagem (TP) era sempre o utilizado e o preferido
em relação a tratamentos onde a superfície da interface da junta raspada com auxílio de uma escova
de pêlos de aço. Com os resultados obtidos e com as elações retiradas, chegou-se à conclusão que
uma junta de betonagem com a sua superfície raspada através de uma escova de aço é mais eficaz e
apresenta um melhor comportamento à tracção do que uma junta de betonagem totalmente picada
através de um martelo pneumático. No entanto, na óptica do Empreiteiro e tendo em atenção
parâmetros como o tempo necessário para a preparação da interface da junta, a mão-de-obra
necessária, o esforço dispendido, as juntas de betonagem totalmente picadas com recurso a um
martelo pneumático acabam por ser mais eficazes. É mais fácil para um Empreiteiro e para os seus
operários elaborar uma junta de betonagem totalmente picada com recurso a um martelo pneumático,
do que uma junta de betonagem tratada através da escovagem da sua interface com uma escova de
pêlos de aço. Em primeira análise, a criação de uma junta de betonagem através da escovagem da
sua superfície com uma escova de pêlos de aço só é possível e só é viável quando o betão da 1ª fase
de betonagem ainda se encontra fresco e ainda não iniciou o seu processo de presa. Assim, em
comparação com o método da escarificação da interface com recurso a um martelo pneumático
conclui-se que este apresenta um intervalo de aplicação bastante mais apertado, sendo apenas
aplicável nas primeiras horas após o processo de betonagem. Outro dos factores que leva a que a
escarificação da superfície seja um método mais eficaz (na óptica do Empreiteiro) em comparação
com uma junta de betonagem obtida através da escovagem da sua superfície, é o rendimento
atingido pelo martelo pneumático. Com recurso a um martelo pneumático é possível tratar uma maior
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 87
área de junta e em menos tempo, do que recorrendo a uma escovagem através de uma escova de
aço. Assim, é possível cobrir maiores áreas e criar juntas de betonagem em peças maiores com mais
facilidade e em menos tempo. Por último, a mão-de-obra necessária e o esforço realizado pelos
operários é consideravelmente inferior no caso em que a junta de betonagem é obtida através da
escarificação da sua superfície. Desta forma, apesar duma junta de betonagem raspada com auxílio
de uma escova de pêlos de aço apresentar um melhor comportamento mecânico do que uma junta
onde ocorreu a escarificação da sua superfície através dum martelo pneumático, no global e na
óptica do Empreiteiro, o método de preparação da superfície da interface com um martelo pneumático
acaba por ser mais eficaz.
Influência da aplicação de um agente ligante numa superfície rugosa no comportamento mecânico de uma junta de betonagem
Voltando ao resultado obtido pela junta de betonagem preparada através da escarificação da
interface através do martelo pneumático seguido da aplicação de uma cola à base de resinas
epóxidas especiais (TP + LIGANTE EPÓXIDO), como foi referido, este foi o tratamento onde se
observaram melhores resultados dentro do campo das juntas de betonagem horizontais. Através das
conclusões retiradas no parágrafo anterior, pode-se concluir que o grande responsável pelo bom
comportamento apresentado por este método foi o ligante à base de resinas epóxidas. Através da
escarificação da superfície da interface conseguiu-se obter uma interface de ligação rugosa entre os
betões de diferentes idades, através da exposição dos agregados na interface. Foi possível também
proceder à remoção da pasta de betão pobre presente na superfície da junta de betonagem. Assim,
através destes procedimentos, foram criadas condições ideais para a aplicação do ligante à base de
resinas epóxidas especiais por forma a garantir um boa ligação entre os betões. A camada de ligante
aplicada à superfície da interface serviu como elemento aderente entre os betões de diferentes
idades e a sua grande capacidade de aderência, na ordem dos 3MPa, permite que este material seja
bastante indicado para a aplicação em juntas de betonagem. A sua utilização permite a obtenção de
juntas de betonagem com uma boa capacidade de resistência à tracção e aproxima o comportamento
da peça onde a junta de betonagem se insere, do comportamento mecânico de uma peça monolítica.
Perante os resultados obtidos, conclui-se portanto que uma junta de betonagem preparada através da
escarificação total da sua interface seguido da aplicação de um ligante à base de epóxidas irá
apresentar um bom comportamento mecânico à tracção.
A influência da aplicação de agentes ligantes na superfície da interface da junta de betonagem na sua resistência à tracção
Hoje em dia a utilização e o recurso a agentes ligantes tem constituído cada vez mais uma prática
generalizada. De entre os agentes ligantes disponíveis no mercado, aqueles com maior relevância na
indústria da construção têm sido os ligantes à base de resinas epóxidas e os ligantes à base de
emulsões de látex. Perante os resultados obtidos nos tratamentos TP+EPÓXIDO e RMD+EPÓXIDO,
conclui-se que estes elementos permitem a obtenção de juntas de betonagem eficazes e capazes de
assegurar um bom comportamento mecânico. A utilização de ligantes à base de emulsões de látex foi
Capítulo 5 - Conclusões e
88 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
observada em algumas das visitas efectuadas às obras. No entanto, através de contactos com
diversos elementos ligados à indústria da construção, de entre os ligantes todos, aqueles que
apresentam maior expressão são os ligantes à base de resinas epóxidas. No programa experimental
levado a cabo, não foi estudada a utilização de ligantes à base de emulsões de látex. No entanto
deixa-se a sugestão de em futuros trabalhos de investigação, se estudar a influência deste ligante no
comportamento mecânico de uma junta de betonagem.
A partir das conclusões retiradas no ponto alusivo ao comportamento das juntas raspadas com
escova de aço ou picadas com auxílio dum martelo pneumático, fica a dúvida se uma junta de
betonagem obtida através da escovagem da interface com uma escova de aço seguido da aplicação
de um ligante à base de resinas epóxidas, conseguiria obter uma resistência à tracção superior à
observada pelo tratamento TP+LIGANTE EPÓXIDO. Se por um lado a escarificação da interface da
junta através dum martelo pneumático pode produzir micro-fendação no betão, é certo também que a
utilização dum martelo pneumático é capaz de produzir uma rugosidade superior na interface. Como
no programa experimental da presente dissertação não fazia parte o estudo do comportamento
mecânico duma junta raspada com escova de aço, seguido da aplicação dum ligante artificial, deixa-
se a sugestão o estudo desta situação para futuros trabalhos de investigação.
A influência do pré-humedecimento da superfície da interface no comportamento mecânico duma junta de betonagem
A introdução e o estudo dos tratamentos TP e TP + HUMED no programa experimental da presente
dissertação, teve como principal objectivo averiguar a influência que o pré-humedecimento da
interface da junta antes de se proceder à retoma da betonagem, tem na resistência à tracção duma
junta de betonagem. Como foi referido, ambos os métodos apresentam valores de resistência à
tracção praticamente iguais, o que leva a concluir que este parâmetro não tem qualquer tipo de
influência no comportamento mecânico duma junta de betonagem. O pré-humedecimento da interface
da junta tem como principal objectivo evitar a retracção excessiva do betão da 2ª fase de betonagem
MARTINS (2004). Outros autores referem que este procedimento pretende evitar a absorção em
demasia da água de amassadura do betão fresco THOMAZ (2001). Como JÚLIO (2001) conclui, este
procedimento não influencia a resistência mecânica da junta de betonagem. No entanto pode-se
supor que este parâmetro pode representar melhorias significativas no comportamento em serviço da
peça de betão. Com o pré-humedecimento da interface da junta, diminui-se a fendilhação do betão
em serviço provocada pela retracção do betão. Por exemplo, em peças de betão à vista é impensável
a existência e a formação de fendilhação no betão, pelo que é recomendável que se opte por pré-
humedecer a interface da junta antes da retoma da betonagem. O estudo do comportamento em
serviço de uma junta de betonagem foge do âmbito da presente dissertação, pelo que nada se pode
concluir em relação ao efeito produzido pelo pré-humedecimento da interface da junta. No entanto,
pela bibliografia consultada e por aquilo que foi dito, não deixa de ser legítimo afirmar que o pré-
humedecimento da junta traga melhorias ao comportamento em serviço das juntas de betonagem ,
deixando-se a sugestão de em trabalhos futuros se proceder ao estudo do comportamento em
serviço destes elementos.
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 89
A influência da utilização de redes de metal distendido ao longo da interface da junta de betonagem no seu comportamento
Relativamente às juntas de betonagem verticais, o método RMD + EPÓXIDO (utilização de uma rede
de metal distendido e aplicação dum ligante de resinas epóxidas), foi aquele que se apresentou mais
eficaz e com melhores resultados. Através deste método foi possível obter uma junta de betonagem
com uma boa resistência à tracção (1,68 MPa). Este valor é bastante próximo dos resultados obtidos
para a resistência à tracção obtida no caso das lajetas monolíticas (1,80 MPa), demonstrando-se
assim que tratasse de um tratamento eficaz. Relativamente à situação RMD + HUMED, verificou-se
que esta não constituía uma boa solução para as juntas de betonagem. As redes de metal
distendidas são utilizadas nas juntas de betonagem verticais, tendo vindo a ganhar grande
preponderância e grande utilização em situações relacionadas com lajes de betão. A grande
justificação para esta aceitação é o facto de funcionarem como cofragem para a junta, permitir a
passagem das armaduras por entre a rede e por se apresentar como uma solução rápida e de
utilização simples. No entanto, através do programa experimental e pelos resultados obtidos para a
situação RMD + HUMED, conclui-se que esta solução não é capaz de apresentar um bom
comportamento mecânico para a junta de betonagem.
Apesar das redes de metal distendido apresentarem um quadro rígido feito de barras de aço, que
permitir obter uma superfície rugosa, propícia para obter-se uma boa aderência à nova camada de
betão fresco, verificou-se que os valores obtidos e o valor médio da tensão de rotura à tracção para
este tratamento foram bastante reduzidos, 1,15MPa. Observando a Figura 4.22 observa-se que a
rotura das carotes parciais referente aos ensaios pull-off que englobavam este tratamento se deu pela
interface e imediatamente acima da rede de metal distendido. As nervuras existentes ao nível da rede
de metal distendido apresentam uma malha pouca aberta, de tal forma que a área de contacto entre
os betões de diferentes idades é reduzida. Devido ao facto da área de contacto ser reduzida, não se
consegue promover uma união adequada entre os betões, levando a que a rotura à tracção da
interface da junta ocorra para valores baixos. Pela Figura 4.22 confirma-se que a rede tem a
capacidade de criar uma interface rugosa nos betões que formam a junta de betonagem. No entanto
não é capaz de garantir uma aderência adequada entre os betões.
No entanto, deve-se ter em atenção que a colocação do betão foi feita demasiado próxima do tardoz
da rede de metal distendido, e que aquando da vibração ocorreu uma passagem de finos e de calda
de cimento, levando a que o betão existente nessa zona não apresentava uma resistência mecânica
adequada. Nada garante que caso se tivesse seguido as indicações pela bibliografia consultada, que
refere que o betão fresco não deve ser colocado directamente contra a malha, devendo depositar-se
o betão a cerca de 0,5 metros da malha e nunca a menos de 0,3metros desta ACI STANDARD
224.3R (1995, os resultados e as conclusões seriam as mesmas. Sugere-se por isso que em
trabalhos futuros se estude com mais pormenor a influência que a passagem de finos e de calda de
cimento por entre as nervuras da rede de metal distendido tem na resistência à tracção duma junta de
betonagem. No entanto, desde já se pode concluir que em juntas de betonagem onde se recorra a
Capítulo 5 - Conclusões e
90 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
redes de metal distendido, não se utilize um betão muito fluido. Pretende-se desta forma reduzir a
passagem de finos por entre as nervuras do metal distendido na altura da vibração do betão.
Influência da aplicação dum agente ligante juntamente com uma rede de metal distendido, no comportamento mecânico desta
Observando os resultados obtidos referente ao método de preparação RMD + EPÓXIDO (1,68 MPa),
chega-se à conclusão que a utilização conjunta de redes de metal distendido juntamente com ligantes
à base de resinas epóxidas constitui um método adequado para a preparação de juntas de
betonagem. Presumiu-se que este ligante foi capaz de contornar a situação da passagem de finos e
de pasta de cimento pelas nervuras da rede de metal distendido e que o grande poder de adesão da
resina de epóxidas permitiu que se tivesse obtido um bom comportamento mecânico para esta junta
de betonagem. O bom comportamento mecânico duma situação em que se recorre a agentes ligantes
juntamente com redes de metal distendido, está inteiramente relacionado com a capacidade de
adesão do ligante em causa. Como foi referido, a secção de contacto entre betões é reduzida por
efeito da presença da rede. Assim, o ligante à base de resinas epóxidas terá uma área de contacto
entre betões mais reduzida para a promoção da ligação, traduzindo-se numa redução da adesão
entre betões e num decréscimo da eficácia do ligante. A redução da área de contacto entre os betões
de diferentes idades, levará a que o ligante de epóxidas não consiga dispor duma área razoável de
contacto com o betão, a fim de promover a sua união. EMMONS (1994) refere que o agente ligante
deve ser facilmente absorvido pela estrutura de poros do substrato por forma a garantir uma boa
aderência entre os betões de diferentes idades. No entanto, o modo típico de rotura das carotes
aquando do recurso a este tratamento deu-se pela rede de metal distendido ( Figura 4.24). Tal
constatação mostra que o plano mais fraco da ligação é formado pela rede de metal distendido e que
o agente ligante tem capacidade suficiente para unir e ligar o betão da retoma de betonagem à rede
de metal distendido, traduzindo-se no final numa junta com um comportamento mecânico bastante
aceitável.
Caso a resina de epóxida ganhe presa antes da aplicação do betão fresco, a interface apresentará
uma superfície vidrada e a sua resistência será bastante reduzida SAUCIER & PIGEON (1991). Esta
situação não se terá verificado, já que aquando da retoma de betonagem ainda não se tinha excedido
o pot-life da resina de epóxidas. Pode-se concluir portanto que a utilização em simultâneo de redes
de metal distendido com ligantes à base de resinas epóxidas constitui uma boa solução para a
elaboração de juntas de betonagem. Apesar de não se ter estudado a influência no comportamento
mecânico que a utilização de redes de metal distendido juntamente com outros ligantes,
nomeadamente emulsões de látex, é de crer que os resultados e as conclusões obtidas sejam
semelhantes.
Os resultados a que chegaram vários autores em relação à influência de agentes ligantes em juntas
de betonagem não são conclusivos. Alguns indicam haver aumento na resistência da ligação com a
utilização de agentes ligantes JÚLIO (2001), outros concluem exactamente o contrário e, outros
ainda, afirmam não se verificar a influência desse parâmetro SAUCIER & PIGEON (1991). Perante os
ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DE JUNTAS DE BETONAGEM
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 91
resultados obtidos, pode concluir-se que a influência no aumento da resistência da interface da junta,
devido à aplicação de agentes ligantes, está directamente relacionado com área de contacto e com a
rugosidade do substrato, tal como EMMONS (1994) refere. Assim, numa situação onde o substrato se
apresente rugoso e se consiga alcançar uma área de contacto razoável entre o betão endurecido, o
agente ligante e o betão fresco, está à partida garantido um aumento na resistência à tracção da junta
de betonagem, como foi o caso da situação TP + LIGANTE EPÓXIDO. Estas conclusões estão em
linha de conta com aquilo que foi verificado e concluído em JÚLIO (2001), onde “ a aplicação de
resinas epóxidas na superfície da interface não melhora a sua resistência desde que se adopte um
método de preparação da superfície que aumente adequadamente a sua rugosidade”. Observando os
resultados obtidos para o tratamento RMD+EPÓXIDO e RMD+HUMED, concluiu-se que as
conclusões mencionadas pelos autores anteriormente mencionados é de certa forma verdade. Assim,
em situações onde se recorre a redes de metal distendido e a agentes ligantes, o aumento da
resistência da interface da junta não está directamente relacionado com área de contacto e com a
rugosidade do substrato.
A influência do pot-life do agente ligante no comportamento de uma junta de betonagem
O parâmetro do pot-life referido pelo fornecedor de cada agente ligante indica o tempo de aplicação
da mistura. Este parâmetro depende essencialmente da temperatura ambiente aquando da aplicação
do produto e pode variar entre os 35 minutos e os 120 minutos para uma temperatura de 20ºC (J.B.
AGUIAR). Em obra, a aplicação da mistura após esta ter excedido o seu pot-life pode ser uma
situação com grande probabilidade de acontecer. O estudo da influência deste parâmetro não foi tido
em conta no programa experimental da presente tese e o estudo deste parâmetro poderá ter bastante
importância no comportamento mecânico duma junta de betonagem. Consultando alguma
bibliografia, JÚLIO (2001 concluiu-o que o facto de se exceder o pot-life indicado pelo fabricante da
resina comercial adoptada nos seus ensaios experimentais, não teve qualquer influência na
resistência da interface. Os resultados obtidos por este autor não deixam de ser surpreendentes,
sugerindo-se desta forma um estudo mais aprofundado da influência que este parâmetro possa ter no
comportamento mecânico de uma junta de betonagem.
A influência de alguns parâmetros do agente ligante no comportamento de uma junta de betonagem
O comportamento ao fogo dos agentes ligantes utilizados nas juntas de betonagem foi algo que
nunca foi referido na bibliografia consultada. Observando a ficha do agente ligante utilizado no
presente programa experimental (ICOSIT K 101 N), é referido uma resistência a calor seco até
aproximadamente 100ºC. Face às altas temperaturas atingidas pela peça de betão e pela interface da
junta de betonagem sobre a acção directa do fogo, não se recomenda a utilização de agentes
ligantes sintéticos em peças onde o risco de incêndio seja elevado. A ultrapassagem da resistência
térmica do agente ligante pode significar a rotura da junta de betonagem e consequentemente o
colapso da peça de betão onde a junta se encontra inserida. Assim, aquando da elaboração da junta
de betonagem e da selecção do tratamento a aplicar à interface desta, à que ter em consideração o
Capítulo 5 - Conclusões e
92 DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
risco de incêndio do local onde a peça de betão se encontra, sendo desaconselhável a aplicação de
agentes ligantes em locais com risco elevado de incêndio.
A água é outro dos parâmetros que poderá ter grande influência no comportamento de uma junta de
betonagem onde se recorreu a um agente ligante. Em FRIGIONE, AIELLO & NADDEO (2005),
através de estudos experimentais levados a cabo, chegou à conclusão que por exemplo para uma
junta elaborada através de um ligante de epóxidas e submersa por um período de um mês obteve-se
uma redução de 30% na sua resistência à tracção. A presença de água numa junta de betonagem e
ao longo do tempo de aplicação desta leva a uma alteração da micro-estrutura do agente ligante,
para além da introdução e da aceleração do processo de corrosão das armaduras. Uma vez em
contacto permanente com as fibras do agente ligante, a presença de água pode levar a alterações
irreversíveis nas suas propriedades, através da rotura das forças de Van der Waals dentro da matriz
do agente ligante. Estas roturas irão traduzir-se numa redução da capacidade resistente da junta de
betonagem. Desta forma e para um tratamento da junta à base de resinas epóxidas, torna-se
necessário elaborar e criar soluções para evitar o aparecimento de água na junta ao longo do tempo
de serviço da estrutura. Apesar de alguns fabricantes referirem o bom desempenho dos seus
produtos quando aplicados em superfícies húmidas, não se deverá efectuar a aplicação destes
agentes em tempo de chuva ou na presença de água livre na interface.
Para além dos parâmetros anteriormente referido e devido à enorme variabilidade de situações que
pode influenciar a resistência da interface, tal como o tipo de agente ligante utilizado, as possíveis
variações na composição do betão do substrato, por haver diferenças consideráveis nos métodos de
aplicação do agente ligante, na possível diferença de idades entre os betões e o substrato, nas
condições de temperatura e humidade. Desta forma fica a sugestão de em trabalhos futuros se
aprofundar ainda mais a influência dos agentes ligantes no comportamento mecânico de juntas de
betonagem.
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DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL 93
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ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL I
ANEXO A – Composição dos betões utilizado nas betonagens das lajetas
Neste Anexo encontra-se presente a composição do betão fornecido pela empresa UNIBETÃO –
INDÚSTRIA DE BETÃO PREPARADO, S.A.
Betão referente à 1ª fase de betonagem:
E.C.B. 14023343 C20/25 S3D25 II42.5R+35%CZ Data: 02-07-2008 Hora: 10:01
Teórico Real Desvio Desvio % Desvios grupo % H (%)
BAGO ARROZ 1552 1542 -10 -0,6 1 Agregados 0,3 1
BRITA 2 3406 3428 22 0,6
BRITA 1 2136 2106 -30 -1,4 1
AREIA FINA 2516 2576 60 2,4 3,5
AREIA GROSSA 2872 2866 -6 -0,2 5
CEM II A-L42,5R 1226 1231 5 0,4 2 Cimentos 0,4
CINZAS 654 655 1 0,2 3 Adições 0,2
SILO 3
SILO 4
A. RECICLADA 810 812 2 0,2 4 Água 0,2
A. FURO
POZZ. 390N 18,84 18,81 0 0,0 5 Adjuvantes -0,2
GLENIUM C 313
GLENIUM SKY 511
PLASTOCRETE 05
kg Totais 15234,81
ANEXOS
II DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Betão referente à 2ª fase de betonagem:
E.C.B. 14023587 C20/25 S3D25 II42.5R+35%CZ Data: 07-07-2008 Hora: 09:34
Teórico Real Desvio Desvio % Desvios grupo % H (%)
BAGO ARROZ 1552 1562 10 0,6 1 Agregados 0,6 1
BRITA 2 3406 3415 9 0,3
BRITA 1 2136 2149 13 0,6 0,7
AREIA FINA 2516 2504 -12 -0,5 1,2
AREIA GROSSA 2872 2879 7 0,2 5,4
CEM II A-L42,5R 1226 1214 -12 -1,0 2 Cimentos 0,9
CINZAS 654 659 5 0,8 3 Adições 0,6
SILO 3
SILO 4
A. RECICLADA 810 808 -2 -0,2 4 Água 0,2
A. FURO
POZZ. 390N 18,84 18,9 0 0,0 5 Adjuvantes 0
GLENIUM C 313
GLENIUM SKY 511
PLASTOCRETE 05
kg Totais 15208,9
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL III
ANEXO B – Ficha do ligante de resinas epóxidas ICOSIT K 101 N
No presente Anexo apresenta-se a ficha do produto ICOSIT K 101 N, utilizado para estudar a
influência da adição dum ligante artificial na interface de juntas de betonagem.
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL VII
ANEXO C – Critério para Detectar Valores Anormais, Critério de Dixon ( (Younger, 1985))
No decorrer dum trabalho experimental encontram-se, frequentemente situações onde um ou mais
resultados parecem bastantes diferentes dos restantes. Levanta-se a questão se devemos ou não
desprezar aquela medida, ou se será que o desvio no valor obtido está dentro do aceitável quando
comparado com os restantes.
Para responder a estas questões pode recorre-se a vários testes estatísticos e verificar se para um
dado nível de probabilidade, é ou não licito, desprezar o valor em causa. A selecção do teste mais
adequado baseia-se no número de ensaios efectuados, sendo o critério de Dixon o mais adequado
para um pequeno número de ensaios (3 a 7 ensaios), podendo ser utilizado para estudar até 25
amostras. O critério de Dixon é utilizado para detectar valores anormais (outliers), ou seja, valores ou
extremamente altos ou extremamente baixos e bastante desfasados dos restantes. Para se saber se
um valor deve ou não ser rejeitado, procede-se do seguinte modo:
a) Escolher o nível de significância pretendido, isto é, o risco que se assume ao rejeitar
determinar valor. Por exemplo para um valor de significância de 5%, corresponde uma
probabilidade de 95% (1- )
b) Ordenar os valores da série de resultados por ordem crescente. O valor mais baixo será
designado e o mais alto por , em que é o tamanho da amostra.
c) Calcular o valor de (comparação de intervalos), variável com o tamanho da amostra
3 7, calcular
8 10, calcular
11 13, calcular
14 20, calcular
em que os valores de são calculados de acordo com o quadro seguinte.
Quadro A. 1 – Quadro referente aos diversos valores para a utilização do critério de Dixon (Younger, 1985)
Se o valor suspeito é o mais baixo Se o valor suspeito é o mais alto
ANEXOS
VIII DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
d) O valor de é comparado com valores críticos ( ), tabelados para cada nível de
significância. Estes valores tabelados consideram que os resultados experimentais obedecem
a uma distribuição .
O critério de aceitação / rejeitação dos valores obtidos pode exprimir-se como:
, Rejeitar o valor suspeito
, Aceitar o valor suspeito
Os valores de podem ser encontrados no Anexo J da referência (YOUNGER, 1985)
(Tabela para o critério de Dixon), apresentando-se de seguida os valores de para uma
significância de 5% e para uma amostra de 3,4,5 e 6 ensaios obtidos.
Quadro A. 2 – Valores críticos ( ) utilizados no critério de aceitação / rejeitação dos valores obtidos e segundo o critério
de Dixon (Younger, 1985)
N.º de Ensaios 3 4 5 6
, % 0,970 0,829 0,710 0,625
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL IX
ANEXO D – Resultados dos ensaios à compressão às carotes e provetes cúbicos
No presente Anexo encontra-se exposto os resultados obtidos nos ensaios à compressão às carotes
com betão proveniente da 1ª e da 2ª fase de betonagem. Encontra-se também exposto os resultados
obtidos aos provetes cúbicos de betão da 2ª fase de betonagem, obtidos com o intuito de confirmar
os resultados obtidos pelas carotes.
CAROTES REFERENTES À 1ª BETONAGEM
Quadro A. 3 - Resultados dos ensaios à compressão das carotes de betão referentes à 1ª betonagem
Força de Rotura F
(kN)
Tensão de
Rotura
(MPa)
(MPa)
P (Estimated
Potential Strenght)
(MPa)
P 15%
(MPa)
Desvio Padrão (MPa)
Coeficiente de Variação
(%)
Carote 1 103,0 13,11 19,67
20,68
3,08 11,90
Carote 2 109,9 13,99 20,99 23,78
Carote 3 89,1 11,34 17,02
Carote 4 118,1 15,04 22,56 17,58
Carote 5 121,3 15,44 23,17
Onde:
– Estimativa da tensão de rotura duma carote de esbelteza à compressão, aos 28 dias e em
provetes cúbicos ([4.5])
P – Estimated Potential Strenght – Corresponde à media dos valores obtidos e representa uma
estimativa da tensão de rotura de provetes cúbicos de betão aos 28 dias
ANEXOS
X DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
CAROTES REFERENTES À 2ª BETONAGEM
Quadro A. 4 - Resultados dos ensaios à compressão das carotes de betão referentes à 2ª betonagem
Força de Rotura F
(kN)
Tensão de Rotura
(MPa)
(MPa)
P (Estimated
Potential
Strenght) (MPa)
P 15%
(MPa)
Desvio Padrão (MPa)
Coeficiente de Variação
(%)
Carote 1 96,1 12,24 18,35
21,93
4,05 14,78
Carote 2 103,2 13,14 19,71 25,21
Carote 3 97,8 12,45 18,68
Carote 4 124,7 15,88 23,82 18,64
Carote 5 133,5 17,00 25,50
Onde:
– Estimativa da tensão de rotura duma carote de esbelteza à compressão, aos 28 dias e em
provetes cúbicos
P – Estimated Potential Strenght – Corresponde à media dos valores obtidos e representa uma
estimativa da tensão de rotura de provetes cúbicos de betão aos 28 dias
PROVETES CÚBICOS REFERENTES À 2ª BETONAGEM
Quadro A. 5 - Valores obtidos nos ensaios à compressão dos provetes cúbicos referentes ao betão da 2ª betonagem
Provetes Cúbicos referentes à 2ª Betonagem
Força de
Rotura F (kN)
Tensão de rotura
24 (MPa)
Tensão de rotura
28 (MPa) , 28
(MPa)
Desvio
Padrão
(MPa)
Coeficiente de
Variação (%)
Provete 1 599,5 26,64 27,40
25,94 2,09 8,05
Provete 2 616,8 27,41 28,19
Provete 3 601,5 26,73 27,49
Provete 4 541,3 24,06 24,74
Provete 5 498,7 22,16 22,79
Provete 6 547,3 24,32 25,02
Onde:
24 – Tensão de rotura à compressão dos provetes cúbicos de betão aos 24 dias
28 – Extrapolação da tensão de rotura à compressão dos provetes cúbicos de betão aos 28
dias através da expressão, a partir da sua tensão de rotura aos 28 dias ( [4.2] e [4.3])
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL XI
ANEXO E – Resultados dos ensaios de pull-off realizados às juntas de betonagem
No Anexo E apresentam todos os resultados obtidos referentes ao programa experimental realizado
com o intuito de estudar o comportamento mecânico de diferentes juntas de betonagem. Apresenta-
se igualmente a média, o desvio padrão e o coeficiente de variação dos resultados obtidos. O
programa experimental foi divido em 3 grupos chaves, onde se estudou separadamente juntas com
diferentes particularidades. Assim, nos ensaios de pull-off referentes ao grupo 0 foi medido qual o
valor do comportamento mecânico de peças sem juntas de betonagem, nos ensaios referentes ao
grupo I é estudado o comportamento de diferentes juntas de betonagem horizontais, enquanto que no
grupo II é estudado o comportamento de juntas de betonagem verticais. Eis os resultados:
GRUPO 0
Peça Monolítica I – 1ª betonagem
Quadro A. 6 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes à peça monolítica I – 1ª betonagem
Força de Rotura[daN]
Tensão de Rotura[MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão [MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Ensaio 1 290 1,48
1,78 0,42 23,33
Ensaio 2 470 2,39
Ensaio 3 D.D.(*) ‐
Ensaio 4 330 1,68
Ensaio 5 310 1,58
(*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
ANEXOS
XII DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Peça Monolítica II – 2ª betonagem
Quadro A. 7 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes à peça monolítica II – 2ª betonagem
Força de Rotura[daN]
Tensão de Rotura[MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão [MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Ensaio 1 D.D.(*) ‐
1,83 0,27 14,70
Ensaio 2 340 1,73
Ensaio 3 420 2,14
Ensaio 4 320 1,63
Ensaio 5 D.D.(*) ‐
(*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
GRUPO I
Interface da Junta de Betonagem sem qualquer tipo de tratamento
Quadro A. 8 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes à interface de junta sem tratamento
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 330 1,68
1,52 0,37 24,13
Sob a interface
Ensaio 2 350 1,78 Sob a interface
Ensaio 3 350 1,78 Sob a interface
Ensaio 4 280 1,43 Sob a interface
Ensaio 5 180 0,92 Sob a interface
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL XIII
Interface da Junta de Betonagem raspada com escova de pêlos de aço e com recurso a um pré-humedecimento da junta antes da retoma de betonagem (REA+HUMED)
Quadro A. 9 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento REA+HUMED
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 330 1,68
1,41 0,28 19,91
Sob a interface
Ensaio 2 ‐ ‐ D.D.(*)
Ensaio 3 220 1,12 Interface
Ensaio 4 280 1,43 Interface
Ensaio 5 ‐ ‐ D.D.(*)
(*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
Interface da Junta de Betonagem totalmente picada com auxílio de um martelo pneumático seguido da aplicação dum ligante de resinas epóxidas (TP+LIGANTE EPÓXIDAS)
Quadro A. 10 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento TP+LIGANTE EPÓXIDAS
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 320 1,63
1,63 0,12 7,65
Interface
Ensaio 2 320 1,63 Sob a interface
Ensaio 3 300 1,53 Sobre a interface
Ensaio 4 300 1,53 Sobre a interface
Ensaio 5 360 1,83 Sobre a interface
ANEXOS
XIV DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Interface da Junta de Betonagem totalmente picada com auxílio de um martelo pneumático (TP)
Quadro A. 11 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento TP
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 190 0,97
1,26 0,45 36,04
Interface
Ensaio 2 380 1,94 Interface
Ensaio 3 ‐ ‐ D.D.(*)
Ensaio 4 200 1,02 Sob a interface
Ensaio 5 220 1,12 Sob a interface
(*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
Interface da Junta de Betonagem totalmente picada com auxílio de um martelo pneumático e com recurso a um pré-humedecimento da junta antes da retoma de betonagem (TP+HUMED)
Quadro A. 12 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento TP+HUMED
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 250 1,27
1,29 0,35 27,13
Interface
Ensaio 2 ‐ ‐ D.D.(*)
Ensaio 3 350 1,78 Interface
Ensaio 4 200 1,02 Interface
Ensaio 5 210 1,07 Interface
(*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL XV
GRUPO II
Interface da Junta de Betonagem formada por uma rede de metal distendido e com aplicação de um ligante à base de resinas epóxidas (RMD+EPÓXIDAS)
Quadro A. 13 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento RMD+EPÓXIDAS
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação [%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 270 1,38
1,68 0,53 31,59
Sob a Interface
Ensaio 2 480 2,44 Interface
Ensaio 3 - - D.D.(*)
Ensaio 4 250 1,27 Interface
Ensaio 5 320 1,63 Interface (*) Ocorreu uma descolagem do disco de aço da superfície da carote parcial referente ao ensaio de
pull‐off em causa
Interface da Junta de Betonagem formada por uma rede de metal distendido e com recurso a um pré-humedecimento da junta antes da retoma de betonagem (RMD+HUMED)
Quadro A. 14 – Resultados dos ensaios de pull-off referentes ao tratamento RMD+HUMED
Força de Rotura [daN]
Tensão de Rotura [MPa]
Média [MPa]
Desvio Padrão[MPa]
Coeficiente de Variação[%]
Localização da Rotura
Ensaio 1 280 1,43
1,15 0,19 16,44
Interface
Ensaio 2 250 1,27 Interface
Ensaio 3 200 1,02 Interface
Ensaio 4 200 1,02 Interface
Ensaio 5 200 1,02
Interface
ANEXOS
XVI DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL
Figura A. 1 - Dispersão dos resultados obtidos nos ensaios de pull-off
Figura A. 2 - Valores médios da tensão de rotura à tracção das diferentes interfaces das juntas de betonagem
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
Peça Monolític
a I
Peça Monolític
a IIST
REA+HUMED
TP+LIGANT EPOXI
TPTP+HUME
DRMD+EPO
XIRMD+HUMED
Valor máximo 2,39 2,14 1,78 1,68 1,83 1,94 1,78 2,44 1,43
Valor mínimo 1,48 1,63 0,92 1,12 1,53 0,97 1,02 1,27 1,02
Valor médio 1,78 1,83 1,52 1,41 1,63 1,26 1,29 1,68 1,15
Tensão
de Ro
tura à Tracção
(MPa
)
Dispersão dos resultados obtidos nos ensaios de pull‐off
Valor máximo Valor mínimo Valor médio
1,78 1,83
1,521,41
1,63
1,26 1,29
1,68
1,15
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
Tipos de Tratamentos da Superfície da Interface
Tensão
de Ro
tura à Tracção
(MPa
)
Valores Médios da Tensão de Rotura à Tracção Das Diferentes Interfaces Das Juntas de Betonagem
‐ (PM 1ª betonagem) ‐ (PM 2ª betonagem) ST
REA + EPOXI S/ HUMED
TP+HUMED RMD+EPOXI RMD+HUMED
PM I PM II
STREA
+EPOXIDO
S/HUMED. C/ HUMED.
RMD + EPOXIDO
RMD
TP
ANEXOS
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO INTEGRADO EM ENGENHARIA CIVIL XVII
Legenda da Figura A. 1e Figura A. 2:
• - (PM 1ª betonagem) → Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem,
constituída por betão referente à 1ª betonagem
• - (PM 2ª betonagem) → Peça Monolítica e sem qualquer tipo de junta de betonagem,
constituída por betão referente à 2ª betonagem
• ST → Superfície da junta de betonagem sem qualquer tipo de tratamento da interface da
junta
• REA + HUMED → Superfície da junta tratada através da escovagem da interface recorrendo
a uma escova de pêlos de aço, seguido de um humedecimento da interface da junta
• TP + LIGANTE EPÓXIDAS → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um
martelo pneumático, seguido da aplicação dum ligante à base de resinas epóxidas especiais
na interface da junta
• TP → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo pneumático e sem
qualquer tipo de pré-humedecimento da interface da junta
• TP + HUMED → Superfície da junta totalmente picada com o auxílio de um martelo
pneumático e com pré-humedecimento da interface da junta
• RMD + HUMED → Utilização de uma rede de metal distendido na interface da junta de
betonagem, seguido de um humedecimento prévio da junta
• RMD + EPÓXIDAS → Utilização de uma rede de metal distendido juntamente com um ligante
à base de resinas epóxidas especiais como junta de betonagem