Manifestações patológicas em blocos de coroamento por sulfato

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ANAIS DO 57º CONGRESSO BRASILEIRO DO CONCRETO - CBC2015 – 57CBC 1 
Manifestações patológicas em blocos de coroamento provenientes de 
sulfato 
Pathological manifestations in crowning blocks from sulfate 
 
Dyaloisio Araujo Fonteles(1); Matheus Leoni Martins Nascimento(2); Lucas Rosse Caldas(3); 
Alexandre Silveira Negredo(4) 
 
(1) Mestrando, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília 
- UnB 
(2) Mestrando, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília 
- UnB 
(3) Mestrando, Programa de Pós-Graduação em Estruturas e Construção Civil, Universidade de Brasília 
- UnB 
(4) Graduando, Universidade Católica de Brasília - UCB 
 
Resumo 
 
A agressividade do meio onde as estruturas de concreto estão inseridas, pode reduzir a vida útil das 
mesmas significativamente, como por exemplo; ambientes urbanos, marinhos, industriais, esgotos, entre 
outros, que apresentam em comum o íon de sulfato. Este reage quimicamente com os compostos do 
cimento e formam produtos expansivos, provocando a fissuração e desagregação do concreto, de forma a 
colocar em risco o seu desempenho e segurança. Resultados de investigações mais apuradas tem 
mostrado o potencial da deterioração de estruturas de concreto a partir do ataque do sulfato, que através da 
formação de etringita tardia (DEF) originam manifestações patológicas. Desta forma, o objetivo do presente 
trabalho é avaliar o ataque por sulfato através do estudo de caso em três edifícios residenciais (A, B e C), 
localizados em Fortaleza-Ceará. São exemplicados os tipos de ataque, bem como as soluções dessas 
manifestações patológicas para o estudo de caso. Observou-se que as terapias adotadas foram eficientes, 
porém é importante observar que as mesmas foram específicas para os casos observados, e não podem 
ser tomadas como soluções globais para este tipo de manifestação patológica. 
Palavra-Chave: Agressividade. Concreto. Sulfato 
 
 
Abstract 
 
The aggressiveness of the environment where concrete structures are inserted, can reduce the useful life 
significantly, for example; urban environments, marine, industrial, sewage, and others, It has in common the 
sulfate ion. It reacts chemically with cement compounds and form expansive products, causing cracking and 
disintegration of the concrete, in order to risk their performance and safety. More accurate research results 
have shown the potential deterioration of concrete structures from the sulfate attack, which by Delayed 
ettringite formation (DEF) originate pathological manifestations. Thus, the objective of this study is to 
evaluate the attack by sulfate through the case study of three residential buildings (A, B and C), located in 
Fortaleza, Ceará. They are exemplicados types of attack and solutions for the case study. It was observed 
that the adopted therapies were effective, but it is important to note that They were specific to the cases 
observed, and It can´t be taken as a global solution for this type of pathological manifestation. 
Keywords: Aggressiveness. Concrete. Sulfate. 
 
 
 
 
 
 
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1 Introdução 
A deterioração do concreto pode ocorrer a partir da interação entre a estrutura e o meio 
no qual ela está inserida. Além do mais, pode-se associar as características dos materiais 
constituintes, condições de lançamento, cura, exposição e condições de uso, que podem 
acarretar uma severa deterioração a partir de vários tipos de ataques. A evolução das 
consequências geradas reflete no desempenho e na durabilidade da estrutura em campo, 
e portanto na sua vida útil. Dentro deste contexto, podem-se citar diversos exemplos, 
como: ataque por cloretos, carbonatação, reação álcali-agregado e ataque por sulfatos, 
que é o tema do presente artigo. 
De acordo com Mehta e Monteiro (2008), não é raro encontrar concentrações de sulfatos 
deletérios no concreto em ambientes naturais e industriais. Entre os principais locais onde 
podem-se encontrar alta concentração de sulfatos, estão: águas subterrâneas que contêm 
sulfato de magnésio, sódio e potássio; efluentes de fornos que utilizam combustíveis com 
alto teor de enxofre; efluentes de indústrias químicas que contêm ácido sulfúrico; 
tubulações de esgoto que levam a formação de gás sulfídrico; a água utilizada em torre 
de resfriamento de concreto também pode ser uma fonte potencial de ataque por sulfato, 
devido a formação gradual do mesmo pela evaporação da água; entre outros. 
O objetivo deste artigo é analisar o ataque proveniente de sulfatos através de estudos 
realizados em três edificações, em Fortaleza-Ceará. Foram estudados os blocos de 
coroamento dos edifícios, com o intuito de encontrar as melhores terapias à serem 
realizadas para cada caso. 
 
1.1 Ataque por sulfato 
O ataque por sulfato no concreto pode manifestar-se na forma de expansão, fissuração, 
diminuição progressiva da resistência e perda de massa (Mehta, P.K., Monteiro, P. J. M., 
2008). Segundo EMMONS, 1993 e COSTA, 2004 apud Santos, 2012, os sulfatos podem 
agir tanto externamente, quanto internamente. No primeiro caso há penetração dos 
sulfatos através dos poros e fissuras do concreto, já para o segundo, o ataque pode 
ocorrer pela presença de sulfatos na água de amassamento, agregados, aditivos, adições 
do cimento ou no próprio cimento. 
As fases aluminato e hidróxido de cálcio são as mais propensas a este tipo de reação, 
que provoca a decomposição química destes compostos. Com a reação do primeiro 
composto com o sulfato forma-se o trisulfoaluminato de cálcio hidratado (etringita), já a 
reação do hidróxido de cálcio forma a gipsita (Figura 1). Ambas reações causam 
expansão e consequente fissuração da peça, através da geração de tensões internas. 
 
 
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Figura 1 – Reação do sulfato com o hidróxido de cálcio e aluminato (COUTINHO, 2001). 
 
A Tabela 1 traz um resumo sobre a formação da etringita em diferentes estágios. 
 
Tabela 1 – Diferentes tipos de etringita 
 
 
1.1.1 Etringita primária 
A etringita é geralmente o primeiro hidrato a cristalizar-se em virtude de elevada relação 
sulfato/aluminato na fase aquosa durante a primeira hora de hidratação. Mais tarde as 
características da solução se alteram, aumentando a solubilidade dos aluminatos. Esta 
etringita formada nas primeiras horas de hidratação é chamada etringita primária. 
A reação do C3A com água é imediata (pega instantânea) e a menos que a velocidade 
desta reação seja desacelerada, os materiais cimentícios feitos com cimento Portland não 
têm tempo de trabalhabilidade suficiente para serem utilizados (Mehta, P.K., Monteiro, P. 
J. M., 2008). 
 
 
 
 
 
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1.1.2 Etringita secundária 
 
A formação da etringita tardia é causada por fontes de sulfatos internas ou externas e de 
aluminatos internos, anidros ou pouco cristalinos, sendo favorecida em temperaturas de 
concretagem superiores a 65 °C. A expansão na pasta causada pela formação de 
etringita tardia origina fissuras na mesma e na interface pasta agregado. A etringita se 
recristaliza através de cristais submicroscópicos ao longo de toda pasta de cimento 
(Mehta, P.K., Monteiro, P. J. M., 2008). 
A taxa e extensão final de expansão são influenciadas pelos fatores: químico, que 
determina o quanto de etringita pode ser formado e microestrutura da pasta, que governa 
as tensões produzidas pela sua formação e a resposta do material para as tensões do 
concreto. 
 
 
 
2 Metodologia 
Foi feita a inspeção dos blocos de coroamento de três edifícios, A, B e C, localizados em 
Fortaleza-Ceará. Sendo a mesma realizada devido ao aparecimento de fissuras próximas 
a alguns pilares das edificações citadas, conforme Figura 2. 
 
 
Figura 2 – Fissuração identificada próxima ao pilar 
 
O ataque por sulfatos foi confirmadopelo ensaio que se baseia na precipitação dos íons 
sulfato com o cloreto de bário. Nesta metodologia descrita pela ASTM D516 -11 o íon 
sulfato é convertido a sulfato de bário em suspensão, e posteriormente a turbidez é 
medida em valores de absorbância para uma faixa de onda de 420 nm, sendo sua 
concentração expressa em ppm (Neri, K. D. et al, 2013). Após isso foi adotada a 
metodologia de tratamento adequada para cada caso, conforme gravidade das 
manifestações patológicas observadas. 
 
 
2.1 Caracterização dos blocos de coroamento das edificações 
 
As características dos blocos estudados podem ser vistas na Tabela 2. 
 
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Tabela 2 – Características dos blocos de coroamento 
 
*As temperaturas de concretagem foram obtidas pelo histórico da obra. 
 
3 Resultados e Discussão 
 
Após as escavações em torno dos blocos de coroamento afetados foram encontradas 
fissuras. Sendo estas provenientes da expansão provocada pela etringita tardia (Figuras 3 
e 4). Além do mais, observou-se rompimento de ferragens no bloco de coroamento da 
edificação A, devido a reação expansiva proveniente da etringita tardia, conforme Figura 
5. 
 
 
Figura 3 – Fissuração proveniente da etringita tardia no bloco da edificação A. 
 
 
Figura 4 – Fissuração proveniente da etringita tardia no bloco da edificação B. 
 
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Figura 5 – Identificação de pontos com rompimento de ferragem. 
 
3.1 Especificação dos sistemas de tratamento adotados 
 
Para o bloco de coroamento da edificação A foi adotado a injeção de microcimento nas 
fissuras maiores, e nas menores injeções de resina epóxi, visando obter a integridade do 
bloco (Figura 6), segundo os seguintes procedimentos: 
 
• Teste de percussão para localizar os vazios e assim definir uma linha de injeção; 
• Furação e instalação dos bicos de injeção; 
• Fixação dos bicos de injeção com argamassa de pega rápida; 
• Injeção de água pelos bicos com a finalidade de verificar se há comunicação entre 
os mesmos; 
• Injeção de microcimento e resina epóxi. 
 
 
Figura 6 – Injeção de microcimento e resina epóxi 
 
Após isso foi feito aplicação de protensão com barras dywidag de 32 mm, através de um 
perfil metálico, conforme Figura 7. As barras dywidag possuem roscas especiais duplas 
filetadas laminadas a quente, de qualidade superior e passo longo, de fácil limpeza e 
 
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praticamente indestrutíveis, de forma que todas são previamente tensionadas. As 
mesmas são ancoradas com a utilização de placas e porcas de ancoragem, e isto não 
permite escorregamentos, quando a força de protensão é reduzida devido a 
movimentações do solo ou da estrutura. 
 
 
Figura 7 – Instalação do dywidag 
 
Para os blocos da edificação B e C foram injetados microcimento e resina epóxi, conforme 
descrito anteriormente para o caso A. Após isso foi executado uma malha de aço no 
entorno do bloco, e posterior aplicação de grout ou concreto auto-adensável com fck de 
50 MPa, com um aumento de sessão no bloco de coroamento de 15 cm (Figura 8). 
 
 
Figura 8 – Reforço com ferragem nos blocos de coroamento B e C, respectivamente 
 
 
4 Conclusão 
 
Foi observado que a presença de sulfatos nos blocos de coroamento comprometeu 
significativamente os mesmos. Desta forma, torna-se importante prevenir os ataques 
provenientes de sulfatos, que podem ocorrer na peça. Entre os principais métodos de 
prevenção pode-se citar a diminuição de temperatura de concretagem, através da 
 
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redução do consumo de cimento, utilização de cimento com baixo calor de hidratação, 
entre outros; além da utilização de cimento resistente a sulfatos (RS) e limitação do 
contato com umidade após o endurecimento. 
No caso A foi utilizada a injeção de microcimento e resina epóxi associado a instalação de 
dywidag. Já para os casos B e C a injeção foi associada ao aumento de seção, pois estes 
apresentavam um grau de deterioração maior que o primeiro caso. É importante destacar 
que as terapias adotadas para os casos A, B e C, são específicas para os mesmos, e a 
escolha da solução ideal depende do caso estudado. 
 
5 Referências 
Coutinho, J. S. Ataque por sulfatos. Disponível em: 
<http://paginas.fe.up.pt/~jcouti/ATAKSulfato.pdf>. Acesso em 12 de maio de 2015. 
 
MEHTA, P.K.; MONTEIRO,P.J.M. Concreto: Microestrutura,Propriedades e Materiais. 
3. Ed. São Paulo: IBRACON, 2008. 
 
Neri, K. D, Meira, G. R., Vilar, E. O. Estudo da corrosão do concreto armado 
submetido ao ataque de cloretos e sulfatos. In: IX Congreso Internacional sobre 
Patología y Recuperacíon de Estructuras. João Pessoa, 2013. 
 
Santos, M. R. G. S. Deterioração das Estruturas de Concreto Armado – Estudo de 
caso. Especialização em Construção Civil. Belo Horizonte: Universidade Federal de 
Minas Gerais, Gestão e Tecnologia da Construção Civil, Escola de Engenharia UFMG; 
2012.