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Tubo de betão pré-esforçado com alma de aço

A tecnologia subjacente a esta solução surgiu pela primeira vez em 1893 em Paris, sendo que a maior parte da rede construída nessa época ainda se encontra em serviço.
O tubo de betão pré-esforçado com alma de aço é composto por um cilindro de aço revestido interiormente por betão, sobre o qual se faz um enrolamento helicoidal de arame de aço de pré-esforço de alta resistência sob tensão, revestindo-se posteriormente o conjunto com uma camada de protecção de betão.

1Betão interior

2Chapa de Alma-de-aço

3Espiras de Pré-esforço

4Betão de Revestimento

Partes Constituíntes

1 – Núcleo

a) Alma de aço: composta por um cilindro de chapa soldada, cujas extremidades são soldadas ás boquilhas macho-fêmea. Estas boquilhas são constituídas por barras de aço laminado cujo formato varia para cada tipo de junta: flexível simples, flexível dupla, ou soldada. A alma de aço assegura a estanqueidade do tubo.

b) Revestimento de betão interior: aplicado por centrifugação e moldagem vertical, sob vibração de alta frequência. Este tipo de moldagem permite a obtenção de tubos com uma rugosidade absoluta, na fórmula de Colebrook, de 0,06 < K < 0,1 mm. Este revestimento protege a alma de aço contra a corrosão, contraria a formação de concreções, e assegura um gradiente hidráulico baixo e constante.

2 – Pré-esforço

É executado com arame de aço de pré-esforço de alta resistência enrolado à volta do núcleo, ao qual vai proporcionar pós-tensão transversal relativamente ao betão do núcleo e pré-tensão relativamente ao betão de revestimento. Tem como função participar na resistência mecânica do tubo, suportando os esforços de tracção originados pela pressão da água e pelas cargas exteriores.

3 – Revestimento

É feito com betão vibrado a alta frequência e comprimido, estando destinado a proteger as espiras do pré-esforço e a alma de aço, da influência dos agentes externos.

Sistema de união entre tubos

Junta Soldada

A união entre dois tubos consecutivos realiza-se através da soldadura das boquilhas macho e fêmea, sendo depois feito o preenchimento da junta com betão.
A soldadura pode ser feita pelo interior ou pelo exterior do tubo, dependendo do diâmetro e das condições de trabalho.

Junta Flexível Simples

A união entre dois tubos consecutivos realiza-se através do uso de um cordão de borracha colocado entre as boquilhas macho e fêmea. Este cordão fica comprimido entre as duas boquilhas e garante a sua total estanqueidade.
As boquilhas são protegidas contra a corrosão com tintas epoxi de grande longevidade.

Junta Flexível Dupla

A união entre dois tubos é feita da mesma forma que no caso da junta flexível simples, mas com a aplicação de mais um cordão de borracha. Este segundo cordão confere uma segurança extra, com a vantagem de permitir um teste de estanqueidade imediatamente a seguir à aplicação do tubo através de um teste de pressão de ar entre juntas.

Vantagens do tubo de betão pré-esforçado com alma de aço

Fabrico em série de acordo com as características pedidas pelo cliente;
Alta resistência aos efeitos de impacto;
Facilidade e rapidez de montagem;
Grande durabilidade;
Não necessitam de conservação nem manutenção;
Diminuição da perda de carga ao longo do tempo;
Não são contaminantes;
Proteção por passivação permanente das partes metálicas contra à corrosão;
Não modificam as características organoléticas da água;
Estes tubos não são sensíveis aos efeitos da fadiga produzidos pelas variações de pressão;
Os tubos de betão com alma de aço não são afetados pela corrosão provocada por correntes induzidas (errantes);
O comportamento dos tubos de betão com alma de aço face aos esforços ovalizantes é muito melhor do que para outros materiais, já que tem muita rigidez transversal;
Cumprem todas as exigências das normas NP EN 639 e NP EN 642

Produção

Processo de Fabrico

Dimensionamento hidráulico e mecânico tendo em conta todas as acções a que o tubo poderá ser submetido

Produção dos cilindros de chapa de aço soldados automaticamente por robot

Corte, enrolamento, soldadura e expansionamento das boquilhas macho e fêmea

Assemblagem do cilindro de aço e das boquilhas por soldadura, formando a alma de aço, seguido de teste de estanquicidade em bancada hidrostática

Betonagem interior da alma de aço em posição vertical

Enrolamento do arame de aço de alta resistência à volta do núcleo (pré-esforço)

Revestimento do arame de pré-esforço com betão em posição horizontal

Cura, Acabamento, Pintura das boquilhas e Marcação.

Certificação

Controlo de qualidade e normativa aplicável

Para além das normas genéricas aplicáveis às matérias-primas, as normas específicas para a produção deste tipo de tubos são as seguintes:

NP EN 639

Requisitos comuns para tubos de betão para condutas de pressão, incluindo juntas, acessórios e peças especiais

NP EN 642

Tubos de betão pré-esforçado, com ou sem alma de aço, para condutas de pressão, incluindo juntas e peças especiais, e requisitos especiais para o arame de pré-esforço dos tubos

Especificações

Características técnicas gerais

Ø Nom. mm	Comp Útil (m)	Rev Int. mm	Rev Ext. mm	Ø Ext. mm	Peso ton	Âng. Máx Deflexão¹º graus
600	6,00	50	30	760	2.6	2,5
700	6,00	55	30	870	3.2	2,2
800	6,00	55	30	970	3.6	2,0
900	6,00	60	30	1.080	4.2	1,8
1.000	6,00	65	30	1.190	5.0	1,6
1.100	6,00	70	30	1.300	5.7	1,4
1.200	6,00	75	30	1.410	6.5	1,3
1.300	6,00	85	30	1.530	7.7	1,2
1.400	6,00	90	30	1.640	8.6	1,1
1.500	6,00	95	30	1.750	9.6	1,1
1.600	6,00	100	30	1.860	10.6	1,0
1.800	6,00	115	30	2.090	13.2	0,9
2.000	6,00	125	30	2.310	15.7	0,8

¹ os ângulos de deflexão máxima apresentados consideram a união entre tubos feita através de junta simples, sendo possível obter ângulos de deflexão maiores usando junta soldada.
Para ângulos de deflexão maiores que os apresentados deverá contactar o fornecedor;