Vigas de grande vão prefabricadas em betão de alta resistência pré-esforçado: viabilidade, dimensionamento, fabrico e comportamento

Fernandes, Paulo Alexandre Lopes

http://hdl.handle.net/10400.8/53

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Authors

Fernandes, Paulo Alexandre Lopes

Abstract(s)

A prefabricação pesada em Portugal é, na sua grande maioria, constituída por um conjunto de produtos que pouca evolução conheceu nos últimos anos. Fabricados com betões que raramente ultrapassam a classe de resistência C40/50, carecem de uma abordagem mais actual. O desenvolvimento da tecnologia do betão, o fabrico em Portugal de cimento Portland CEM I 52.5 R, a disponibilização pela indústria química de superplastificantes de 3ª geração e de adições de elevados efeito pozolânico, são razões suficientes para se investigar a optimização das soluções existentes utilizando betões de elevado desempenho, conjugando elevada resistência mecânica e consistência. O uso de betões com propriedades mecânicas e reológicas melhoradas reflecte-se num conjunto óbvio de vantagens técnico-económicas: a redução significativa das secções para os mesmos vãos e níveis de carregamento, contribuindo para a redução do volume de betão necessário; o incremento da produtividade graças à obtenção de resistências elevadas em idades jovens, potenciadoras de ciclos de fabricação mais rápidos, reduzindo ou mesmo eliminando a necessidade de cura por calor; a redução dos custos de mão-de-obra e dos riscos de doenças profissionais pelo ruído devido à redução da necessidade de vibração do betão. Pelas razões apontadas, propôs-se um estudo à empresa de prefabricação Prégaia, com o objectivo de contribuir para o desenvolvimento deste sector de construção civil. Numa primeira fase, desenvolveu-se um betão de alta resistência e consistência elevada (S5 de acordo com a NP EN 206-1:2005), tecnicamente viável, recorrendo exclusivamente aos materiais correntes na instalação industrial. De seguida, caracterizaram-se as principais propriedades mecânicas deste betão, nomeadamente a resistência à compressão, módulo de elasticidade, retracção e fluência, em ensaios experimentais realizados ao longo de um ano. Posteriormente fabricaram-se à escala 1/2 quatro vigas de grande vão (40 m) pré-esforçadas, com uma esbelteza (altura/vão) de 1/40. Passados 4 meses, duas destas vigas foram submetidas a ensaios de rotura. Por fim, realizaram-se ensaios de comportamento diferido com as restantes vigas. Concluiu-se que: (1)é possível a produção industrial de um betão de alta resistência e elevada consistência utilizando constituintes correntes na indústria de prefabricação; (2) esse betão é adequado à prefabricação de vigas esbeltas de grande vão pré-esforçadas; (3) as vigas de grande vão prefabricadas em betão de alta resistência representam uma evolução relativamente às soluções tradicionais.

Description

Tese apresentada à Universidade de Coimbra para a obtenção do grau de Doutor em Engenharia Civil na Especialidade de Estruturas, orientada por Eduardo Nuno Brito Santos Júlio e Paulo Maranha Nunes Tiago.