AULAS PATOLOGIA - DETERIORAÇÃO DO CONCRETO E AÇO ESTUDO DE FISSURAS

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Professor Dirceu Tavares
PATOLOGIAS NO CONCRETO:
Os tempos modernos ditaram a certeza de que o concreto, como material de construção, é instável ao longo do tempo, alterando suas propriedades físicas e químicas em função das características de seus componentes e das respostas destes às condicionantes do meio ambiente. As consequências destes processos de alteração que venham a comprometer o desempenho de uma estrutura, ou material, costuma-se chamar deterioração. Os elementos agressores, em si, são designados agentes de deterioração.
DETERIORAÇÃO DO CONCRETO
 (FATORES)
MECANICAS
FÍSICA
QUÍMICA
1 – Choques de Veículos 
2 – Recalque de Fundações 
3 – Acidentes (Ações Imprevisíveis) 
BIOLÓGICAS
1 – Ciclos gelo-degelo
2 – Ações térmicas
3 – Cristalização de sais
4 – Erosão/Abrasão
 Cavitação
5 – Retração plástica
6 – Vibrações 
1 – RAA
2 – Carbonatação
3 – íons de cloreto
4 – Sulfatos 
5 – Água pura
6 – Água do mar
1 – Fungos
2 – Bactérias
3 – Protozoários
4 – Algas
5 – Raízes
6 – Plantas
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
 1 – Choques de Veículos 
O choque de veículos automotores contra pilares e guarda-rodas de viadutos e o contínuo roçar, ou mesmo o choque, de embarcações contra as faces expostas de pilares de pontes e estacas de cais são típicos exemplos de ações mecânicas, com consequências que vão desde o desgaste da camada mais superficial de concreto à destruição de algumas peças estruturais
Além de diminuir a resistência da estrutura, facilitam a entrada de agentes agressivos danificadores, principalmente quando o concreto e a armadura ficam expostos devido ao impacto das solicitações. 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
 1 – Choques de Veículos - Métodos simplificados para proteção
Sinalização
Cantoneiras e placas em EVA
Manutenção de sinalização de altura máxima em pontes
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
2 – Recalque de Fundações 
Toda edificação, durante a obra ou mesmo após a sua conclusão, por um determinado período de tempo, está sujeita a deslocamentos verticais, lentos, até que o equilíbrio entre o carregamento aplicado e o solo seja atingido. Em projetos mal concebidos, com erros dc cálculo nas fundações (como, por exemplo, nas fundações superficiais com diferenças acentuadas na relação carga/área de fundação), ocorrem recalques diferenciais entre os vários apoios, causando a abertura de trincas nas alvenarias e na estrutura. 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
2 – Recalque de Fundações - Métodos simplificados para proteção
•Determinar o número de furos de sondagem, bem como a sua localização; 
Exemplo do localização 
de furos de sondagem
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
2 – Recalque de Fundações – 
Métodos simplificados para proteção
• Analisar um perfil de sondagem
 e investigação insuficiente;
Fonte: Retirado do material da Universidade Federal de Ouro Preto
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Mecânicas:
2 – Recalque de Fundações - Métodos simplificados para proteção
• Saber escolher a fundação ideal para uma determinada edificação; 
A escolha sobre qual fundação realizar está condicionada à análise do sistema: carga + nível do lençol freático + composição e resistência do solo na qual a edificação será construída
Fonte: Retirado do material da Universidade Federal de Ouro Preto
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3 – Acidentes (Ações Imprevisíveis) 
Este item visa considerar ações mecânicas, ou físicas, a que uma estrutura pode estar submetida e cuja ocorrência é imprevisível, ou de previsão muito difícil, quer em termos dc época dc ocorrência, quer em termos de intensidade. Resultam, de maneira geral, em solicitações bruscas, como os incêndios, os sismos, as inundações e os esforços devidos ao vento. 
Embora a ação do fogo não se propague facilmente para o interior da massa do concreto, quando a estrutura é submetida a altas temperaturas, por um ccrto período dc tempo, há uma perda significativa dc resistência do concreto. Durante o incêndio, a estrutura (e os outros elementos da construção) absorve calor, absorção que se traduz em expansão térmica. Ocorre então uma expansão diferenciada entre a massa de concreto e o aço, prejudicando a aderência e originando tensões internas que levam o concreto a se desagregar, expondo as armaduras diretamente à ação do fogo. 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
1 – Ciclos gelo-degelo
Se ocorrer o congelamento antes do endurecimento, o processo de hidratação do cimento será suspenso, sendo retomado após o descongelamento, sem perda significativa da resistência, apesar da expansão interna da água. Se o congelamento ocorrer após o endurecimento do concreto, mas sem que ele tenha atingido sua resistência final, a expansão devido ao congelamento da água resultará em perdas significativas de resistência. Quando o concreto endurecido é exposto a baixas temperaturas, a água retida nos poros capilares congela e expande. Ao descongelar, verifica- se um acréscimo expansivo nos poros, que aumenta com a sucessão de ciclos, causando uma pressão de dilatação que provoca fissuração no concreto, e consequentemente sua deterioração (LAPA,2008 apud FERREIRA, 2000).
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
2 – Ações térmicas
A variação de temperatura provoca uma mudança volumétrica nas estruturas de concreto. Se as contrações e expansões são restringidas, e as tensões de tração resultantes forem maiores que a resistência do concreto, poderão ocorrer fissuras. Em elementos de concreto com grandes dimensões, como por exemplo, barragens ou blocos de fundação, poderão surgir fissuras devido aos efeitos do gradiente térmico causado pelo calor de hidratação do cimento, que pode originar tensões de tração. (LAPA,2008 apud FERREIRA, 2000)
TIPOS DE
 FISSURAS
• Fissuras de assentamento plástico
• Fissuras de retração por secagem
• Fissuras por movimentação térmica
• Fissuras devido ao detalhamento insuficiente do projeto e falhas de execução
• Fissuras devido aos carregamentos
• Fissuras devido a recalques de fundações
Todos os materiais empregados nas construções estão sujeitos a dilatações com o aumento da temperatura, e as contrações com a sua diminuição. Normalmente a fissuração térmica é observada em elementos maciços (SANTOS, 2014)
Iremos estudar 
mais a frente
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
Uma situação típica é a que se dá nas coberturas, em particular as horizontais, muito mais expostas aos gradientes térmicos naturais do que as peças verticais da estrutura, gerando, em consequência, movimentos diferenciados entre elementos verticais e horizontais que, normalmente, resultam em fissuração, agravada no caso de diferença de inércia (encontro lajes-vigas) ou de materiais resistentes (lajes mistas ou pré fabricadas) (RIPPER, 1998). 
CASOTTI, 2007 apud Thomaz. E , 1989
2 – Ações térmicas
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
2 – Ações térmicas - Métodos simplificados para proteção
Materiais sujeitos a coeficientes de dilatação térmica diferentes
Cores claras reduz trincas por minimizar diferença de temperatura interna e externa em lajes 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
2 – Ações térmicas - Métodos simplificados para proteção
Materiais sujeitos a coeficientes de 
dilatação térmica diferentes
Cores claras reduz trincas por minimizar diferença de temperatura interna e externa em lajes 
Retração térmica devido ao calor de hidratação ou tipo de cimento
• Escolha de cimento onde na sua composição química tenha menos aluminato tricálcico (C3A);
Ex: CPV
• Em peças com grandes dimensões, realizar uma dosagem utilizando gelo no fato a/c;
• Realizar uma cura adequada
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
3 – Cristalização de sais
Segundo a ACI, há evidências de que a ação, puramente física, da cristalizaçãode sulfatos nos poros do concreto pode ser responsável por danos consideráveis, sem envolver o ataque químico ao cimento.
Esse tipo de deterioração ocorre em ambientes salinos, onde os sais produzem tensões internas e fissuração na estrutura. Os concretos com elevada relação água/cimento são os mais suscetíveis a apresentar problemas devido à cristalização dos sais. Essa ação se dá pela cristalização no interior dos poros capilares do concreto, devido à evaporação da água e posterior rehidratação, como um novo ciclo de umedecimento, ocupando um volume maior para acomodá-lo. 
Vários são os tipos de ácidos perigosos para o concreto, sejam eles inorgânicos ou orgânicos. Em qualquer caso a ação do íon hidrogênio provoca a formação de produtos solúveis, que ao serem transportados pelo interior do concreto o vão deteriorando. 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
3 – Cristalização de sais - Métodos simplificados para proteção
• Produzir concreto com cimento com maiores teor de aluminato de cálcio, cimento super-sulfatado, contendo grande quantidade de escória ou pozolana, também o uso de aditivos com sílica ativa para reduzir a porosidade;
• Executar uma cura adequada ao concreto 
• Na fase de projeto adotar cobrimento adequado;
•Na fase de execução garantir que o cobrimento seja obdecido, tomar cuidado com o transporte, lançamento e adensamento, juntas de concretagem e tempo de desforma e descimbramento. 
Professor 
Dirceu Tavares
DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
4 – Erosão/Abrasão/Cavitação
A perda progressiva de massa de uma superfície de concreto pode ocorrer devido a abrasão, erosão ou cavitação:
 
A abrasão é a perda gradual e continuada da argamassa superficial e de agregados em uma área limitada, que se dá pelo mecanismo de fricção ou atrito, proveniente do tráfego de pessoas, veículos e até mesmo pela ação do vento. Esse tipo de desgaste é comum em pisos industriais ou em pavimentos rodoviários ou calçadas (SANTOS, 2014).
Estacionamento Cariri Center antes da recuperação– Juazeiro do Norte
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4 – Erosão/Abrasão/Cavitação
 
A erosão é originada pela ação da água em movimento, que arrasta partículas sólidas em suspensão e se choca contra a superfície do concreto, provocando desgaste por colisão, escorregamento ou rolagem. Esse tipo de desgaste é comum em barragens, calhas de vertedouros, canais de irrigação e pilares de pontes (SANTOS, 2014).
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
4 – Erosão/Abrasão/Cavitação
 
A cavitação é a perda de massa pela formação de vapor e sua subsequente ruptura devida a mudanças repentinas de direção do fluxo da água em altas velocidades (SANTOS, 2014).
Efeitos da cavitação logo após degrau – Fonte Revista Ibracon
Efeitos da implosão de bolhas de cavitação em bacia de dissipação 
 Fonte SANTOS, 2014
A principal características do fenômeno é a instabilidade das bolhas, visto que, quando são transportadas pelo fluxo para regiões de pressões mais elevadas, elas colapsam ou implodem repentinamente e a água preenche velozmente os pequenos vazios. Com a repetição deste fenômeno nas mesmas partes do concreto ou outro material, resultam as escarificações (GOUVEA, 2012).
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
5 – Retração plástica
 
Fenômeno da retração está ligado a deformações em pastas de cimento, argamassas e concretos, independentemente do carregamento, sendo sua principal causa a perda de água da pasta de cimento. A retração pode ocorrer no concreto em seu estado plástico ou endurecido. (LAPA, 2008). 
A retração plástica é devida a perda de água do concreto ainda não endurecido por causa da exposição de sua superfície às intempéries como vento, baixa umidade relativa do ar e altas temperaturas, as quais podem levar também à fissuração, denominada dessecação superficial.
A ocorrência deste fenômeno será tão mais intensa quanto maior for o consumo de cimento, a relação a/c e as proporções de finos no concreto, estando ligado ao fenômeno da exsudação. Se a evaporação da água da superfície for mais rápida que a exsudação, podem ocorrer fissuras por
retração plástica (LAPA, 2008 apud HASPARYKet al, 2005).
Este é o primeiro dos casos em que a fissuração, no processo de execução de uma determinada peça estrutural, ocorre ainda antes da pega do concreto, devido à evaporação excessivamente rápida da água que foi utilizada em excesso para a feitura do material, sendo que a massa, em consequência, se contrai de forma irreversível, podendo este movimento acontecer imediatamente após ao lançamento do concreto (10 minutos) (RIPPER, 1998). 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
4 – Erosão/Abrasão/Cavitação - Métodos simplificados para proteção
 
• Realizar caracterização fazendo os ensaios físicos dos agregados no que diz respeito ao finos.
• Boa execução de concreto.
Fonte NBR 7211:
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
6 – Vibrações 
 
A vibração é um efeito que deve ser considerado na construção civil, principalmente em edificações próximas a grandes vias de tráfego e ferrovias. As construções que possuem estrutura formal tendem a receber melhor os efeitos da vibração, desde que projetadas para tal. Em contrapartida, as construções antigas e patrimônios históricos, edificados com materiais menos resistentes, em algumas situações mal conservadas, podem sofrer desde rachaduras menores até danos estruturais irreversíveis quando expostas a elevados níveis de vibração Brito (BRITO et all 2011).
A vibração, seja ela de fonte sonora ou mecânica, é um efeito que deve ser considerado na construção civil, principalmente em edificações próximas a grandes vias de tráfego e ferrovias, nos estádios e ginásios esportivos, prédios industriais que abrigam equipamentos que geram cargas dinâmicas, pontes e viadutos, entre outros. As construções modernas que possuem estrutura formal em aço ou concreto armado tendem a receber melhor os efeitos da vibração, desde que projetadas para tal (BRITO et all 2011).
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Físicas:
6 – Vibrações 
 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Biológicas:
A biodeterioração é a mudança indesejável nas propriedades do concreto devido a ação de micro-organismos (LAPA, 2008; PINHEIRO; SILVA, 2011). Os principais exemplos são ataques por fungos, bactérias, algas, protozoários, plantas e raízes (LAPA, 2008; SANTOS, 2003; SILVA et al., 2005 apud LAPA, 2008).
Biodeterioração do concreto pode ser classificada em quatro categorias, que podem acontecer separadas ou simultaneamente:
1 - Física ou mecânica: Rompimento do material devido à pressão exercida na superfície pelo micro-organismo, durante seu crescimento ou locomoção. 
Fonte: (BORGES, 2015)
Fonte: (BORGES, 2015 apud AGUIAR, 2006)
Crescimento de raízes de plantas em fendas do 
concreto deterioram estrutura. 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Biológicas:
• Estética: Presença de micro-organismos interferindo na estética do concreto, mudando sua cor, manchando-o, muitas vezes, de forma inaceitável.
Fonte: (BORGES, 2015 apud PINHEIRO; SILVA, 2011)
Biodeterioração estética em edificações residenciais. Formação de manchas – argamassa de cimento; Presença de pátinas biológicas – laje de concreto armado e guarda-corpo. 
Fonte: (BORGES, 2015 apud MUYNCK et al., 2009)
Resultado de teste acelerado de incrustação de algas no concreto branco não tratado com (a) 0; (b) 2; (c) 4; (d) 6; (e) 8; (f) 10 e (g) 12 semanas. 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Biológicas:
• Química assimilatória: Quando o material, constituído de nutrientes para os micro-organismos, tem sua microestrutura alterada, apresentando déficit de compostos essenciais para sua integridade.
• Química não assimilatória: É o resultado da ação dos produtos metabólicos (substâncias produzidas pelos micro-organismosdurante o metabolismo). 
Fonte: (BORGES, 2015 apud PINHEIRO; SILVA, 2011)
Biodeterioração de pilares de concreto: (a) pilar de concreto deteriorado, com deslocamento de placas e oxidação da armadura e (b) presença de carbonato de cálcio solubilizado. Ácidos podem ser produzidos por metabolismo de fungos e bactérias. 
Fonte: (BORGES, 2015 apud HUGHES et al., 2013)
Análise de um grão de areia da praia. Verifica-se o crescimento de filamentos jovens de algas. 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
1 – RAA
É a reação que pode ocorrer entre os íons de hidróxidos de potássio e sódio (presentes no cimento) e certas formas formas de sílica que podem aparecer nos agregados. A reação ocorre formando-se um gel higroscópico (que absorve a umidade) expansivo na periferia do agregado, podendo causar o aparecimento de tensões internas no concreto.
Esta reação, como aliás as outras duas também conhecidas, são expansivas, pela formação adicional de sólidos em meio confinado, provocando, de início, a fissuração da superfície do concreto, conferindo à mesma o aspecto dc um mosaico, para posteriormente vir a desagregar a estrutura, criando crateras algo profundas, de aspecto cônico, pelas quais escorre, às vezes, um gel de sílica. 
A reação ocorre lentamente, podendo aparecer anos após a construção, sendo difícil o aparecimento de evidencias externas antes de um ano. Normalmente o primeiro sinal é o aparecimentos de fissuras, as quais aparecem em tempos diferentes em concretos e argamassas, sendo menor para argamassa.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
1 – RAA - Consequências
As principais consequências da RAA sobre as propriedades do concreto são as perdas de certas características mecânicas. No caso de expansão livre, a reação pode acarretar redução de 40% a 60% na resistência à compressão, redução de 60% a 80% na resistência à tração e iguais índices de redução no módulo de elasticidade.
Até pouco tempo atrás acreditava-se que o uso de cimentos com teor de álcalis até 0,6% não acarretaria nenhum risco de reação. "Atualmente, sabe-se que, mesmo com teores menores, o risco está presente desde que os agregados sejam potencialmente reativos“.
A adoção de agregados não reativos tem sido considerada a maneira mais eficiente de evitar a ocorrência da reação. Se por questões econômicas isso não for possível, uma boa alternativa é lançar mão de materiais que permitam a neutralização da reatividade como o cimento Portland pozolânico (com quantidade de pozolana que comprovadamente neutralize a reação) ou cimento Portland de alto-forno (com quantidades de escórias suficientes para neutralizar a reação).
Desenvolvimento da reação álcalis-agregado no concreto
(RIPPER, 1998, pág 37). 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
1 – Fatores necessários para ocorrência da RAA
De acordo com Gomes 2008
Os fatores necessários são: Álcalis, agregado reativo e água
Álcalis: é necessária a existência de uma quantidade mínima de álcalis, proveniente do cimento ou de outras fontes, como aditivos, adições ou os próprios agregados;
Existência de agregado reativo: O grau de reatividade do agregado está diretamente relacionado a velocidade da reação;
Presença de água: A RAA só se processa com a existência de água nos poros do concreto, proveniente de alguma fonte externa, como o meio ambiente, ou interna, como o excesso de água de amassamento que não foi absorvida na hidratação do cimento.
Importante resaltar que este fenomeno não ocorre apenas quando o concreto está em contato com água, podendo acontecer, por exemplo, em superestruturas de pontos ou viadutos em atmosferas que apresentam umidade relativa do ar superior a 80 por cento.
Representação esquemática da reação álcalis-sílica
Fonte: (GOMES, 2008 apud GITAHY, 1982)
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
1 – RAA EM RECIFE
Vista do bloco de apoio da ponte Paulo Guerra
Fonte: (GOMES, 2008)
A primeira obra diagnosticada como sob ação da RAA, na Região Metropolitana do Recife, foi a ponte Paulo Guerra, em 1999, nos blocos de coroamento, que também servem como elementos de apoio das vigas (GOMES, 2008, HELENE et al 2002).
Em 2004, a fundação em sapatas isoladas de um edifício residencial na praia de Piedade, município de Jaboatão dos Guararapes, vizinho de Recife, apresentou um quadro de fissuração em que também foi encontrada a presença do mesmo fenômeno.
Em outubro de 2004, houve a ruptura do Edifício Areia Branca, de 15 andares com 28 anos de idade, também situado na praia de Piedade, cuja causa principal foi diagnosticada como sendo falhas construtivas na região de apoio dos pilares nas fundações (GOMES, 2008).
Como consequência, os condomínios de dezenas de edifícios, em Recife, solicitaram vistoriais nas estruturas, com ênfase nas fundações, tendo sido descoberto vários casos nessas peças com estados de fissuração variáveis.
Em 2005 por conta dessas situações os engenheiros e especialistas em estruturas e em solos, se reuniram dando origem a Associação Brasileira e Consultoria Estrutural.
De todas as obras vistoriadas e que apresentaram fissuras em fundações, em mais de 30 prédios foram constatada RAA.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
1 – Diagnóstico do RAA
Embora haja vários métodos para identificar a presença da reação álcali-agregado no concreto, os esforços para a recuperação ou reforço de estruturas problemáticas são tão custosos e difíceis que a prevenção acaba sendo o melhor remédio para evitar a sua manifestação.
Entre os métodos para a detecção prévia da reatividade de agregados frente aos hidróxidos de sódio ou potássio presentes na pasta de cimento hidratada estão: a análise petrográfica, o método químico, o método acelerado de barras de argamassa (AMBT), métodos de prismas de concreto (CPT) e o método acelerado de prismas de concreto (ACPT), ensaio das barras de argamassa,
A análise petrográfica é um dos principais métodos para detecção da reatividade entre agregados e hidróxidos de sódio ou potássio
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
2 – Carbonatação 
A ação do CO2 – dióxido de carbono (também conhecido como anidrido carbônico ou gás carbônico) presente na atmosfera manifesta-se pele transporte deste para dentro dos poros do concreto, e com a sua subsequente reação com o Ca(OH)2 - (hidróxido de cálcio) existente na água do concreto, formando o CaCO3 (carbonato de cálcio ), o que implica carbonatação do concreto (redução do pH para valores inferiores a 9)
O concreto possui um pH da ordem de 12,5, principalmente por causa do Ca(OH)2 - (hidróxido de cálcio). O desaparecimento do hidróxido de cálcio do interior dos poros da pasta de cimento hidratado e sua transformação em carbonato de cálcio faz baixar o pH da solução em equilíbrio de 12,5 para 9,4, fator importante para o início da corrosão das armaduras (REPPER, 1998). 
O CO2 – dióxido de carbono penetra da superfície para o interior, pelo que a carbonatação inicia-se na superfície do concreto e penetra lentamente para seu interior. Em concreto de mediana qualidade observa- se que a velocidade da carbonatação varia entre 1 e 3 mm por ano (SILVA, 1995). 
A reação mais simples e importante é a combinação com o hidróxido de cálcio liberado pela hidratação do cimento
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
2 – Em qualquer ambiente ocorre a Carbonatação? 
As condições de interação ambiente-estrutura dizem respeito à como a estrutura reage às condições ambientais que a circunda, bem como à forma de contato do agente agressivo com a estrutura.
As condições de umidade no ambiente se refletem nas condições de umidade na rede porosa da matriz de concreto, com reflexos na velocidade de carbonatação e no transporte dos íons cloreto.Considerando o fenômeno de carbonatação, se os poros estiverem secos, o CO2 penetra no concreto, mas a carbonatação não ocorre, pois falta água para as reações se processarem. Se os poros estiverem saturados, a carbonatação fica comprometida pela baixa velocidade de difusão do CO2 na água. Se os poros estiverem parcialmente preenchidos por água, o que é comum nos concretos de cobrimento, a frente de carbonatação avança até onde os poros mantêm essa condição favorável (PAZINI, 2013).
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PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
2 – Carbonatação 
Os efeitos da carbonatação do concreto é a despassivação da armadura. O que será estudada mais a frente no capítulo de deterioração das armaduras.
A comprovação de área carbonatada se dá de várias formas (difração de raios X, análise térmica diferencial, termografia e observação microscópica). Porém, é mais comum a utilização de indicadores de pH a base de fenolftaleína ou timolftaleína.
Solução de fenolftaleina, indicador de PH. Quando entra em contato com o concreto e a cor fica violeta, quer dizer que o concreto ainda não foi carbonatado. Quando o concreto fica incolor quer dizer que a frente de carbonatação já iniciou
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2 – Carbonatação 
PRÁTICA
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
3 – Ataques por íons de cloreto
A literatura sobre durabilidade freqüentemente aponta a ação dos íons cloretos como um dos principais causadores da corrosão das armaduras do concreto. Os íons cloretos podem chegar até o concreto através de diversas formas, como uso de aceleradores de pega que contêm CaCl2, impureza na água de amassamento e nos agregados, água do mar e maresia, sais de degelo e processos industriais.
Basicamente os parâmetros que influenciam a penetração de cloretos são os mesmos para a penetração do CO2. Relação a/c, adensamento e cura são fatores significativos que influenciam a qualidade do concreto e têm relação direta com a penetração de cloretos. As fissuras no concreto favorecem a penetração dos cloretos, sendo que velocidade depende da abertura das fissuras e da qualidade do concreto.
A medição de cloretos é feita em amostras de pó retiradas do concreto, em diferentes profundidades da estrutura, e a análise quantitativa é feita por via química (ASTM C 1152- 1992) ou por análise de fluorescência de Raio- X (FIGUEIREDO, 2005).
Fonte: (RIPPER, 1998) 
Característica da corrosão da armadura pelo ataque de íons de cloreto é dado por corrosão localizada, conhecida como pite
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
4 – Ataques por Sulfatos 
Os sulfatos podem ter origem nos materiais que compõem o concreto (podem estar na água de amassamento, nos agregados ou no próprio cimento) ou no contato de concreto com solos ou águas ricas neste agente (SILVA, 1998 apud LAPA, 2008). 
Os principais sulfatos, tais como os de magnésio, cálcio, potássio, sódio e o de amônio, são encontrados na água do mar, em águas subterrâneas e, em alguns casos, em águas poluídas com dejetos industriais. Ao serem transportados pelo meio do concreto, dão origem à formação de um sal. chamado de sal de Candlot, e à consequente desagregação do concreto. (RIPPER, 1998). 
A deterioração geralmente começa nos cantos e arestas seguida de uma fissuração progressiva e lascamento que reduzem o concreto a uma condição friável ou mesmo mole (NEVILLE, 1997). 
A expansão pode ocorrer inicialmente sem qualquer dano ao concreto, mas o aumento de tensões internas ocasiona fechamento das juntas de expansão, deformações, deslocamentos em várias partes da estrutura, fissuração, lascamento e pipocamento. “Quando o concreto fissura, sua permeabilidade aumenta e a água agressiva penetra mais facilmente em seu interior, acelerando, portanto, o problema de deterioração” (BORGES, 2015 apud MEHTA; MONTEIRO, 2008, p.161). 
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
4 – Ataques por Sulfatos - Reação 
Sulfato
+
Hidróxido de cálcio – Ca(OH)2
Aluminato tricálcico – C3A
sulfato reage com o hidróxido de cálcio do cimento hidratado e o aluminato tricálcico, originando a etringita e, numa escala menor, o gesso. 
*Etringita
+
Gesso
• Expansão;
• Fissuração;
• Perda da resistência;
• Transformação do concreto em massa pastosa ou não coesiva 
*A etringita é um composto químico mineral de sulfato de cálcio e alumínio hidratado. A etringita forma-se nos primeiros momentos da hidratação do cimento, pela combinação de sulfatos disponíveis em solução aquosa e o Aluminato tricálcico – C3A ou ferroaluminato tetracálcico (C4AF), sendo a sua reação de formação, uma das responsáveis pela pega e endurecimento do cimento. 
O concreto atacado por sulfatos tem uma aparência característica, de (cor esbranquiçada. A razão para essa aparência e que a essência do ataque por sulfatos e a formação de sulfato de cálcio (gesso) e sulfoaluminato de cálcio etringita) (NEVILLE, 1997). 
A resistência do concreto ao ataque por sulfatos pode ser avaliada em laboratório pelo armazenamento de corpos de prova em uma solução de sulfato de sódio ou magnésio ou uma mistura dos dois. (NEVILLE, 1997). 
Essa característica da cor pode ser confundida com lixiviação
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
5 – Ataques por água pura
A água pura da condensação de neblina ou vapor, e água mole da chuva, podem conter pouco ou nenhum íon de cálcio. Quando estas águas entram em contato com a pasta de cimento Portland, elas tendem a hidrolisar ou dissolver os produtos contendo cálcio.
O hidróxido de cálcio é o constituinte que, devido à sua solubilidade alta em água pura, é mais sensível à eletrólise, ocorrendo a lixiviação. Além da perda de resistência, a lixiviação do hidróxido de cálcio pode ser indesejável por razões estéticas. Frequentemente, o produto da lixiviação interage com o CO2, presente no ar, e resulta na precipitação de crostas brancas de carbonato de cálcio na superfície, fenômeno conhecido como eflorescência (MEHTA et al, 1994).
A lixiviação é o processo de extração de uma substância de um meio sólido por meio de sua dissolução em um líquido. Na construção civil, a lixiviação é um processo patológico que ocorre nas estruturas de concreto, devido à infiltração de água, que dissolve e transporta cristais de hidróxidos de cálcio e magnésio, podendo formar depósitos de sais conhecido como eflorescência. Com a perda de sólidos, a estrutura fica com sua resistência mecânica reduzida e também abre caminho para entrada de gases e líquidos nocivos à armadura e ao próprio concreto, causando dentre outros problemas, a corrosão das armaduras e a carbonatação do concreto.
Fonte: https://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-lixiviacao.html
Fonte: Borges, 2015 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO - Química:
6 – Ataque por água do mar
A água do mar contém sulfatos e ataca o concreto. Além da ação química, a cristalização dos sais nos poros do concreto pode provocar a degradação devido à pressão exercida pelos cristais salinos, nos locais onde há evaporação, acima da linha de água. O ataque só ocorre quando a água pode penetrar no concreto, portanto, o nível de impermeabilização é muito importante neste processo.
Os concretos localizados entre os limites da maré, sujeitos à molhagem e secagem alternadas, são severamente atacados, enquanto os concretos submersos permanentemente, são menos atacados.
A ação do mar sobre os concretos é acompanhada das ações destrutivas de impactos e abrasão das ondas. A ação dos sulfatos na água do mar não provoca a expansão do concreto, diferentemente das águas subterrâneas. A ausência de expansão é devida à presença de cloretos na água do mar, que inibem a expansão, por que o gesso e o sulfo- aluminato decálcio são mais solúveis em soluções de cloretos do que em água e são, portanto, lixiviados pela água do mar.
Borges (2015) apud Ferreira (2000) afirma que na zona superior e zona entre marés há predomínio de deterioração física enquanto que na zona inferior, submersa, o ataque químico é predominante, contribuindo para perda de resistência. 
O ataque por água do mar pode ser prevenido pelas mesmas medidas utilizadas para a prevenção do ataque por sulfatos, mas aqui o tipo de cimento e de pouca importância quando comparado a exigência de baixa permeabilidade. Em concreto armado, e essencial um cobrimento adequado. São recomendados consumos de cimento de 350 kg/m3 acima da linha de maré e 300 kg/m3 abaixo, sendo a relação água/cimento limitada entre 0,40 e 0,45. Um concreto bem adensado e bem acabado, principalmente na execução das juntas e de importância vital (NEVILLE, 1997). 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DO CONCRETO 
Métodos simplificados para proteção – Biológicas e químicas 
• Boa execução de concreto e manutenção.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
Ripper (1998) apud Gentil (1987) refere que, "de maneira geral, a corrosão poderá ser entendida como a deterioração de um material, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente, aliada ou não a esforços mecânicos".
A natureza fortemente alcalina do  Hidróxido de cálcio - Ca(OH)2 (pH na casa de 13) previne a corrosão da armadura pela formação de uma fina camada protetora na superfície do metal.
Essa proteção e conhecida como passivação. Entretanto, caso o concreto seja permeável de modo que a carbonatacao atinja o concreto em contato com o aço ou que soluções com cloretos possam penetrar ate a armadura e existindo água e oxigênio, será iniciado processo de corrosão da armadura.
DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS
 (TIPOS)
Corrosão
generalizada
Corrosão
localizada
Corrosão com
Formação
de pite
Corrosão com
Formação
de fissuras
Corrosão
galvânica
De acordo Sando (2015) apud Mehta e Monteiro (1994), o processo de corrosão de armaduras é a transformação de aço metálico em ferrugem acompanhado por um aumento no volume de até 600% do volume original do metal. Esse aumento de volume é atribuído como principal causa da expansão e fissuração do concreto.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
 (TIPOS)
Em qualquer caso o processo de corrosão do aço é eletroquímico, ou seja, dá-se pela geração de um potencial elétrico, na presença dc um eletrólito - no caso, a solução aquosa existente no concreto – em contato com um condutor metálico, a própria barra de aço. A passagem de átomos de ferro à superfície aquosa, transformando-se em cátions ferro (Fe++), com o consequente abandono da barra de aço à carga negativa, instalam a diferença de potencial.
Célula de corrosão no meio concreto armado
Fonte: (RIPPER, 1998) 
Da combinação do cátion (Fe++) com os ânions (OH)- resulta o hidróxido ferroso, de cor amarelada, depositado no anodo; no catodo deposita-se o hidróxido férrico, de cor avermelhada. Estes dois produtos constituem a ferrugem, evidência mais clara da corrosão do aço.
1º) Desta forma, cria-se um efeito de pilha, onde a corrosão instala-se pela geração de uma corrente elétrica dirigida do anodo para o catodo, através da água e do catodo para o anodo, através da diferença de potencial. 
2º) No caso do concreto armado, as regiões de menor concentração de 02 são as anódicas 
02 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
1 – Corrosão generalizada uniforme e irregular
A corrosão generalizada, o ataque é produzido em uma grande superfície do metal, na qual existem inúmeros ânodos e cátodos, formando micropilhas que mudam a todo tempo. Nesse caso, a perda de seção pode ser uniforme ou irregular.
Na corrosão generalizada, o desgaste do material pode ocorrer de forma mais ou menos uniforme, contudo se processa em extensas áreas do metal.
Na corrosão generalizada, o ataque é produzido em uma grande superfície do metal, na qual existem inúmeros ânodos e cátodos, formando micropilhas que mudam a todo tempo. Nesse caso, a perda de seção pode ser uniforme ou irregular. (PAZINI, 2013).
A característica desse tipo de corrosão está correlacionada com ataque da frente de carbonatação
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
2 – Corrosão localizada
A corrosão localizada forma- se por dissolução localizada da película de passivação, tipicamente causada pela penetração de íons cloretos no meio, vindos do exterior ou pertencente a algum constituinte do concreto. Forma- se uma célula de corrosão onde existe uma área passivada intacta, atuando como um cátodo, e uma pequena área atuando como anôdo, que perdeu a película passiva e onde se reduz o oxigênio dissolvendo o aço. As pequenas áreas despassivadas, conhecidas pelo nome de pite, podem gerar condições suficientes para a sua continuidade e crescimento, e decrescem o pH localmente (LAPA, 2008) .
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
3 – Corrosão com formação de pite
No caso da corrosão em estruturas de concreto armado, as formas mais comuns são a corrosão generalizada irregular e a corrosão puntiforme ou por pites.
O segundo caso está relacionado à corrosão desencadeada pela ação dos íons cloreto, com ação localizada em relação à ruptura da capa passiva do metal (PAZINI, 2013).
Fonte: Pazini, 2013
Corrosão generalizada 
causada por carbonatação
Corrosão puntiforme
causada pela ação dos íons cloreto
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
4 – Corrosão com formação de fissuras
A corrosão sob tensão se caracteriza por ocorrer em aços submetidos a elevadas tensões, em cuja superfície é gerada uma microfissura que vai progredindo muito rapidamente, provocando uma ruptura brusca e frágil do metal, ainda que a superfície não mostre evidências de ataques.
Este tipo de corrosão acontece, preferencialmente, em concretos protendidos, sendo um fenômeno muito específico e normalmente associado à má qualidade do concreto (bainhas mal preenchidas, lixiviação do concreto) ou a presença de determinados íons (LAPA, 2008).
Fonte: Pazini, 2013
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
5 – Corrosão galvânica 
Este tipo de corrosão ocorre quando existem diferentes tipos de metal no mesmo meio eletrolítico. O metal com menor atividade eletroquímica é corroído. Uma das situações mais comuns encontradas é o uso de alumínio dentro do concreto armado
(LAPA, 2008 apud EMMONS, 1993).
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
• Métodos simplificado de proteção
Mesmo que a estrutura seja projetada e construída dentro dos critérios de durabilidade exigidos nas normas, existem ambientes suficientemente agressivos que acabam por atacar a armadura do concreto. Em casos como este, se faz necessário a utilização de métodos complementares de proteção da armadura.(SANTOS, 2015 apud POLITO, 2006).
Fonte: Andrade, 1992 apud Polito (2006)
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
• Métodos simplificado de proteção
Fonte: Figueiredo e Meira (2013)
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DETERIORAÇÃO DAS ARMADURAS:
• Métodos simplificado de proteção
As técnicas eletroquímicas são três: proteção catódica, extração de cloretos e realcalinização. Estas técnicas consistem em aplicar uma corrente elétrica contínua entre a armadura, que funciona como catodo, e um eletrodo auxiliar externo, que funciona como anodo. As principais diferenças estão na densidade de corrente e na duração do tratamento. Polito (2006), a proteção física da armadura através de revestimentos a armadura poderá ser protegida contra a corrosão com a utilização de revestimentos em sua superfície. Esses revestimentos podem ser de metais maisresistentes ou de materiais orgânicos, à base de epóxi. Quanto ao uso de armaduras especiais o autor considera que, com o surgimento das armaduras resistentes à corrosão, mudam-se os conceitos em relação à durabilidade da estrutura. Fala-se agora de materiais que não estão sujeitos à corrosão, ou apresentam períodos de iniciação muito longos e taxas de corrosão desprezíveis. Pode-se atingir com relativa facilidade vida útil de 100-120 anos; Inibidor de corrosão é um composto químico que quando introduzido no concreto em quantidades reduzidas, pode evitar ou diminuir corrosão das armaduras sem afetar negativamente as propriedades físicas ou microestrutura do concreto Polito (2006). De acordo com Figueiredo e Meira (2013), o mecanismo de proteção por inibição é conseguido pelo uso de inibidores de corrosão anódicos, catódicos ou mistos, como, por exemplo, os nitritos de cálcio ou sódio e as aminas.
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ESTUDO DE FISSURAS:
Dentre os inúmeros problemas patológicos que afetam os edifícios, sejam eles residenciais, comerciais ou institucionais, particularmente importante é o problema das trincas, devido a três aspectos fundamentais:
 1 - O aviso de um eventual estado perigoso para a estrutura;
2 – O comprometimento com o desempenho da obra em serviço (ex: estanqueidade á agua);
3 – Constrangimento psicológico que a fissuração exerce sobre seus usuários 
Ao se analisar uma estrutura de concreto que esteja fissurada, os primeiros passos a serem dados consistem na elaboração do mapeamento das fissuras e em sua classificação, que vem a ser a definição da atividade ou não das mesmas (uma fissura é dita ativa, ou viva, quando a causa responsável por sua geração ainda atua sobre a estrutura, sendo inativa, ou estável, sempre que sua causa se tenha feito sentir durante um certo tempo e, a partir de então, deixado de existir). 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
As fissuras ativas (ou vivas) são aquelas que têm variações sensíveis de abertura e fechamento:
 Se essas variações oscilam em torno de um valor médio e podem ser correlacionadas com a variação de temperatura e umidade (sazonais), então as fissuras, embora ativas, não indicam ocorrência de problemas estruturais; 
Se elas apresentarem abertura sempre crescente, podem representar problemas estruturais, que devem ser corrigidos antes do tratamento das fissuras – são chamadas progressivas.
As fissuras passivas (também chamadas de mortas) são causadas por solicitações que não apresentam variações sensíveis ao longo do tempo. E, por isso, podem ser consideradas estabilizadas.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras por deficiência de projeto 
As falhas acontecidas em projetos estruturais, com influência direta na formação de fissuras, podem ser as mais diversas, assumindo as correspondentes fissuras configuração própria, função do tipo de esforço a que estão submetidas as várias peças estruturais.
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras por deficiência de projeto 
vigas sujeitas a quadros de fissuração diversos, sempre por deficiência de capacidade resistente
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras por deficiência de projeto 
deficiência de capacidade resistente em lajes
Se essas fossem peças muito longas, ou seja, lajes armadas em uma só direção, as fissuras ocorreriam apenas paralelamente ao lado de maior dimensão da laje, posto que a laje assume o comportamento de vigas paralelas à menor dimensão. 
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PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras por deficiência de projeto 
deficiência de capacidade resistente em lajes
Observe-se agora o comportamento conjunto de vigas e pilares, em que o esforço de torção existente nas vigas é transmitido ao pilar como flexão transversal.
O caso de pilar e laje, com as características fissuras por puncionamento. 
Ainda como exemplo de deficiência de detalhamento, fissura provocada pela forte concentração de ganchos, para ancoragem de barras, em uma mesma seção
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras causadas por retração do concreto 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de fissuras causadas por retração do concreto 
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
Professor Dirceu Tavares
ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
Professor Dirceu Tavares
ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
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ESTUDO DE FISSURAS:
Tipos de deficiências causadas por movimentação térmica
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Técnicas para monitoramento de fissuras:
PATOLOGIA NAS CONSTRUÇÕES
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ESTUDO DE FISSURAS:
Técnicas para monitoramento de fissuras:
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ESTUDO DE FISSURAS:
Técnicas para monitoramento de fissuras:
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Técnicas para monitoramento de fissuras:
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