Estudo do desempenho de quatro sistemas de materiais de reparo para estruturas hidráulicas de concreto de barragens

Four types of repairing materials are studied as function of either a conventional concrete or a reference-concrete (RefC), these are: polymer-modified cement mortar (PMor), steel fiber concrete (SFco), epoxy mortar (EMor) and silica fume mortar (SFmo), to be applied in hydraulic structures surfaces subjected to a high velocity water flow. Besides the mechanical requests and wearing resistance of hydraulic concrete dam structures, especially the spillway surfaces, the high solar radiation, the environmental temperature and wet and dry cycles, contribute significantly to the reduction of their lifespan. RefC and the SFco were developed based on a usual concrete mixture used in slabs of spillways. The average RefC mixture used was 1: 1.61: 2.99: 0.376, with Pozzolan-modified Portland cement consumption of 425 kg/m³. EMor and PMor mixtures followed the information given by the manufacturers and lab experience. Tests on concrete samples were carried out in laboratory simulating normally found environmental situations in order to control the mechanical resistance and the aging imposed conditions, such as solar radiation and humidity. Also, physicochemical characterizing tests were made for all used materials. From the analyzed results, two of them presented a higher performance: the EMor and SFmo. SFco presented good adherence to the RefC and good mechanical performance. However, it also presented apparent metal corrosion in humidity tests, being indicated for use, with caution, as an intermediate layer in underwater repairs. In a general classification, considering all tests, including their field applications, the better performance material systems were EMor- SFmo> SFco> PMor.Quatro tipos de materiais de reparo são estudados em função de um concreto convencional ou concreto-referência (RefC), sendo: argamassa de cimento Portland modificado com polímero (PMor), concreto com fibra de aço (SFco), argamassa epoxídica (EMor) e argamassa com sílica ativa (SFmo), para aplicações em estruturas hidráulicas sujeitas a um fluxo de água de alta velocidade. Junto com as necessidades de suportar esforços mecânicos e de resistência ao desgaste, as estruturas hidráulicas de concreto de barragens, principalmente na região superficial dos vertedores, a radiação solar, os ciclos secagem-molhagem e as diferenças de temperatura contribuem significativamente para a redução de sua vida útil. No estudo foi utilizado um concreto de referência (RefC) com cimento Portland classe CP II-Z 32 e f ck28 de 40 MPa, e consumo de cimento de 425 kg/m³. O RefC foi dosado em traço médio de lajes de vertedor comumente encontrado em barragens. O traço médio utilizado foi 1: 1,61: 2,99: 0,376. Os outros dois materiais de reparo EMor e PMor foram dosados segundo recomendações do fabricante e experiências práticas de laboratório. Para a seleção do melhor sistema em laboratório, foram realizados ensaios de resistência à abrasão, resistência de aderência, resistência à compressão axial simples, resistência à tração na flexão, módulo de deformação estática, ensaios de permeabilidade, envelhecimento acelerado em câmara de raios UV e de intemperismo weather-o-meter e, ensaios físico-químicos dos materiais. Considerando-se todas as propriedades medidas, inclusive de aplicação prática em campo a classificação dos materiais de reparo, segundo o melhor desempenho foi: EMor - SFmo > SFco > PMor