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Tubo de Aço revestido por Betão Pré-esforçado ou Armado

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 revestido por betão pré-esforçado 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.

No caso do tubo revestido por betão armado, o tubo intermédio de aço também é duplamente revestimento de betão, sendo que o revestimento exterior é armado e o interior pode ser simples ou ligeiramente armado.

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 tubo de aço assegura a estanqueidade do tubo, sendo que no caso do tubo de aço revestido com betão armado também contribui para a resistência mecânica juntamente com a armadura exterior.

b) Revestimento de betão interior: no caso do tubo revestido por betão pré-esforçado é 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.

No caso do tubo revestido com betão armado é aplicado por betonagem vertical, e para além de proteger o tubo de aço da corrosão, participa ainda por vezes na resistência mecânica.

2 – Pré-esforço

Usado no tubo de betão revestido por betão pré-esforçado, 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.

No caso do tubo revestido por betão armado as geratrizes e as espiras são constituídas por aços pré-seleccionados e inspeccionados de primeira qualidade. Estes são cortados, dobrados e soldados de forma mecanizada e sempre com o acompanhamento de um funcionário especializado. Sempre que é finalizada uma armadura, esta é inspecionada por um grupo de dois funcionários, afim da detecção de possíveis defeitos de soldadura

3 – Revestimento

No caso do tubo revestido com betão pré-esforçado, 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.

No caso do tubo revestido com betão armado, a alma de aço é colocada em posição vertical e é betonada interior e exteriormente com o auxílio de um molde fixo. O tubo permanecerá nesta posição até o betão atingir a resistência mínima necessária para o seu deslocamento. Estes serão mantidos na vertical, em estaleiro, até atingir a cura necessária e daí partirem para o acabamento e expedição.

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, NP EN 641 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

Neste caso de tubo de aço revestido por betão pré-esforçado, a betonagem interior da alma de aço é feita por centrifugação radial de alta ferquência. No caso do tubo de aço revestido por betão armado, é betonada interior e exteriormente, com o auxílio de um molde fixo.

Neste caso de tubo de aço revestido por betão pré-esforçado, o enrolamento do arame de aço de alta resistência é aplicado à volta do núcleo sob tensão. No caso do tubo de aço revestido por betão armado, a armadura é feita com aços cortados, dobrados e soldados em equipamento especifico para o efeito.

Neste caso de tubo de aço revestido por betão pré-esforçado, o revestimento do arame de pré-esforço por betão é executado na posição horizontal, com recurso a régua vibratória de alta frequência. No caso do tubo de aço revestido por betão armado, é betonada interior e exteriormente, com o auxílio de um molde fixo.

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 641

Tubos de betão armado com alma de aço para condutas sob pressão, incluindo juntas 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 DN - Tubo de Aço com Betão Pré-esforçado mm		Ø DN - Tubo de Aço com Betão Armado mm
500		800
600		900
700		1000
800		1100
900		1200
1.000		1300
1.100		1400
1.200		1500
1.300		1600
1.400		1800
1.500		2000
1.600		2200
1.800		2400
2.000		2500
		2600
		2800
		3000
		3200
		3500

Dimensionamento feito de acordo com as condições de utilização e aplicação;