Abstract:
O presente trabalho pretende contribuir para o aperfeiçoamento dos modelos
para análise do comportamento de barragens de betão ao longo do tempo, submetidas
a processos expansivos devidos a reacções químicas de origem interna. O
desenvolvimento destas reacções expansivas, determinado pela composição do betão
e influenciado pelos campos térmico, higrométrico e de tensões, pode provocar
fissuração e contribuir para a deterioração precoce das obras.
O trabalho aborda, na parte inicial, a fenomenologia dos processos expansivos,
salientando-se os factores de natureza física e química que mais os influenciam. De
seguida apresentam-se os aspectos relacionados com a identificação e a
caracterização das reacções expansivas, no que respeita às evidências físicas e aos
seus efeitos estruturais. Analisam-se, entre outras obras, as barragens portuguesas
afectadas por esta patologia.
A influência dos factores que regulam o desenvolvimento do processo
expansivo (composição do betão, temperatura, humidade e estado de tensão) é
quantificada com base num modelo de interacção químico-mecânico, permitindo uma
estimativa das expansões à escala das obras de engenharia. Este modelo foi
integrado num código computacional de elementos finitos que considera o
comportamento diferido do betão, através de um modelo viscoelástico com maturação,
e o surgimento e propagação da fendilhação, por meio de uma formulação de dano.
Utiliza-se uma técnica incremental na discretização das acções que permite simular a
evolução do comportamento ao longo do tempo, tendo em conta os fenómenos
diferidos e o progressivo desenvolvimento da fissuração.
Apresentam-se dois estudos de aplicação a barragens portuguesas afectadas
por processos expansivos. O primeiro estudo refere-se à barragem de Santa Luzia,
uma abóbada construída entre 1939 e 1943, em que a magnitude das expansões é
moderada. O segundo estudo reporta-se à barragem de Pracana, uma obra de
contrafortes cuja albufeira foi mantida vazia durante mais de uma década após trinta
anos de exploração, devido à fendilhação generalizada da sua estrutura provocada por
grandes expansões diferenciais, que depois foi reabilitada, encontrando-se desde
então em exploração normal há cerca de quinze anos. Os resultados destes estudos
demonstram o interesse e as potencialidades das metodologias desenvolvidas na
quantificação do processo expansivo, na interpretação do comportamento observado e
na avaliação das condições de segurança das obras.
