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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.

Tudo com alma de aço - Ilustração
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 á boquilha macho e boquilha 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 proporciona resistência ao tubo e assegura a sua estanqueidade completa.

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 – K , na fórmula de Colebrook, entre 0,06 e 0,10 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 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 no interior e exterior 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 Rigída ou Soldada

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 tinta epoxi de grande longevidade.

Junta Rigída ou Soldada

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.

Junta Rigída ou Soldada

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

Produção

Processo de Fabrico

Processo 1
1
Dimensionamento hidráulico e mecânico tendo em conta todas as ações a que o tubo poderá ser submetido
Processo 2
2
Produção dos cilindros de chapa de aço
Processo 3
3
Corte, enrolamento, soldadura e expansionamento das boquilhas macho e fêmea
Processo 4
4
Soldadura das boquilhas macho e fêmea ao cilindro de aço, formando o núcleo. Teste de estanqueidade do núcleo em bancada hidrostática
Processo 5
5
Betonagem interior do núcleo em posição vertical
Processo 6
6
Enrolamento do arame de aço de alta resistência à volta do núcleo (pré-esforço)
Processo 7
7
Revestimento em betão do arame de pré-esforço em posição horizontal
Processo 8
8
Cura, Acabamento, 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 sob pressão, incluindo juntas e peças especiais, e requisitos especiais para o arame de pré-esforço dos tubos

Especificações

Características técnicas gerais

Ø Nom. mmComp Útil mComp Total mRev Int. mmRev Ext. mmØ Ext. mmPeso kgÂng. Máx Deflexão1º graus
5006,006,1350306602.2002,39
6006,006,1350307602.6002,05
7006,006,1355308703.2001,78
8006,006,1355309703.6001,59
9006,006,1360301.0804.2001,42
1.0006,006,1365301.19050001,28
1.1006,006,1370301.3005.7001,17
1.2006,006,1375301.4106.5001,33
1.3006,006,1385301.5307.7001,23
1.4006,006,1390301.6408.6001,14
1.5006,006,1395301.7509.6001,07
1.6006,006,13100301.86010.6001,01
1.8006,006,13115302.09013.2000,89
2.0006,006,13125302.31015.7000,81
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;