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UNEMAT – UNIVERIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CÂMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACET – FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL ACADÊMICA: Daniella Neia de Freitas DISCIPLINA: Patologias das Construções DOCENTE: André Luiz Nonato Ferraz AVALIAÇÃO 2 – ATIVIDADES • ATIVIDADE 01: 1) Qual a importância da disciplina de Patologias para o engenheiro civil? Além de agregar um rico conhecimento na área em questão para o profissional, saber diagnosticar um defeito em uma construção é muito importante pois possibilita uma intervenção mais eficiente e menos onerosa no(s) problema(s), impedindo que este(s) se agrave(m), comprometendo eventualmente a função da construção e a segurança de seus usuários. 2) Em relação ao contexto atual brasileiro, correlacione com o estudo das manifestações patológicas na construção civil. Culturalmente, há o estigma brasileiro de adiar qualquer intervenção que se considere desnecessária, sobretudo quando gera custos. No que diz respeito às manutenções e reparos em construções, o adiamento de tais ações pode provocar um agravamento da patologia existente, aumentando os custos e, principalmente, os riscos à segurança do(s) usuário(s). O estudo de tais anomalias em tal cenário é primordial para a elaboração de um prognóstico que enfatize a importância não apenas do tratamento, mas também da prevenção dos problemas, visto que a última normalmente é mais viável economicamente, além de mais segura. 3) Diferencie diagnóstico de prognóstico, dano de falha, reparo de reforço e degradação de defeito. Diagnóstico é a determinação do problema, juntamente com sua gravidade e causas, enquanto prognóstico é a projeção da evolução do problema e sua duração (o que acontecerá em determinado tempo se não for resolvido). Dano é a extrapolação dos limites de tolerância de qualquer propriedade da estrutura durante o seu uso ou utilização, e falha é uma atividade não prevista, ou omissão que resulta em defeito ou danos. Reparo refere -se a modificações na estrutura danificada, para restaurar as condições iniciais de uso; já reforço é a modificação 2 da estrutura, não necessariamente danificada, para incrementar a sua capacidade de carga ou estabilidade. Por fim, degradação é a mudança no Estado Nominal causado pela utilização, e defeito é a extrapolação dos limites de tolerância de qualquer propriedade da estrutura na etapa de aceitação (início de uso). 4) Como podem ser classificadas (grupos) as patologias? Podem ser agrupadas em: Congênitas (causadas por erros de projeto), Construtivas (decorrentes de erros na execução), Acidentais (ocorridas após eventos atípicos); e Adquiridas (naturalmente, com o tempo, ou em decorrência de um uso inadequado). 5) Quais grupos são mais perigosos para o engenheiro civil? Explique sua resposta. As congênitas e construtivas, pois o engenheiro, nestes casos, é responsabilizado criminalmente pelas ocorrências. • ATIVIDADE 2: 1) Defina: manutenção, recuperação e desempenho. Manutenção é qualquer ação necessária nos componentes/elementos de uma edificação com o intuito de garantir que a mesma cumpra suas funções básicas a um custo compensador. Recuperação é o conjunto de ações realizadas para corrigir um problema patológico, a fim de que a edificação volte a cumprir estas funções que foram comprometidas. 2) Em relação à origem das patologias, comente sobre os estudos já realizados. Patologias provocadas por erros de projeto e execução podem ser evitadas através de uma boa revisão e acompanhamento do projeto; um bom conhecimento dos materiais utilizados também é de extrema importância para se evitar anomalias indesejadas. As patologias surgidas por eventos extraordinários ou pelo desgaste natural da edificação devem ser diagnosticadas e tratadas antes que afetem o desempenho do imóvel. 3) Quando ocorrem as patologias nas construções nas construções (em que período de tempo)? Quando a patologia ocorre durante a obra, quais procedimentos devem ser adotados? Em geral, ocorrem 5% durante a obra, 22% no primeiro ano, 59% até o quarto ano e 14% nos anos seguintes. Patologias durante a obra devem ser investigadas de modo a determinar se surgiram a partir de erros de projeto ou execução, e em seguida deve-se determinar um prognóstico que possibilite a correção rápida e eficiente. 3 4) Explique os procedimentos para realizar o diagnóstico patológico. O primeiro passo é o levantamento de subsídios, vistoria, reunião de dados, fotos e informações sobre o problema, o passo seguinte é a realização do diagnóstico do problema a partir das informações reunidas, e a última etapa é a definição de conduta na qual são especificados o prognóstico e a terapia. 5) Explique a definição de conduta e terapia. Caso a terapia falhe, qual conduta adotar? Como explicar ao cliente? Conduta é o conjunto de procedimentos a serem seguidos durante a investigação patológica. Terapia é o conjunto de medidas destinadas a sanar um problema patológico. Caso a terapia falhe, deve-se voltar à etapa de investigação, pois é possível que haja erro no diagnóstico. • ATIVIDADE 3: 1) Cite e explique os tipos de corrosão em estruturas de concreto armado. Corrosão eletroquímica, que pode ser de dois tipos: quando o metal está em contato com um eletrólito (solução condutora ou condutor iônico que envolve áreas anódicas e catódicas ao mesmo tempo), formando uma pilha de corrosão e quando dois metais são ligados por um eletrólito, formando uma pilha galvânica. 2) Explique a ação do meio ambiente no processo. A corrosão nas armaduras ocorre principalmente em regiões de clima úmido, locais com grande concentração de óxidos, como atmosferas urbanas também são prejudiciais para o metal, por isso é essencial que a armadura esteja completamente protegida pelo concreto. 3) Quais as medidas corretivas e preventivas para os efeitos da corrosão do concreto armado? Revestimentos e tintas à base de polímeros, galvanoplastia (em que um metal é utilizado como revestimento e sofre a corrosão no lugar do aço), utilização de ligas metálicas especiais, além de proteger a armadura com concreto. No que diz respeito à correção, se a perda de seção da barra for de até 10%, inicialmente deve-se efetuar uma limpeza correta em toda base, criando uma superfície aderente e marcando as áreas não deterioradas ou não aderidas. Em seguida, retira-se todo o concreto, para que se possa fazer a limpeza da barra e revesti-la com tintas anticorrosivas, e por fim preencher novamente a seção com um novo concreto. Entretanto, se a perda for maior que 10%, corta-se a parte da barra danificada, repondo com uma nova e amarrando-a a um trecho íntegro da barra antiga. 4 • ATIVIDADE 4: 1) Descreva a metodologia adotada no artigo em tela. O autor usou como amostra 7 postos de saúde, dentre os 42 postos que compõem a rede de saúde da cidade, e estes foram submetidos a vistorias a fim de identificar as possíveis patologias em cada um deles. 2) Descreva os resultados encontrados pelo autor de maneira sucinta. A maioria dos postos apresentava problemas sérios de umidade, fissuras e mofo, além do descascamento ou ausência de pintura. 3) Quais foram as principais conclusões do autor? Quais as propostas para a continuidade do trabalho? O problema mais comum foi o de umidade, seguido pela presença de trincas e fissuras e problemas com a pintura, entretanto o cuidado principal deve ser tomado com a rede elétrica dos postos. As principais propostas para trabalhos futuros são: • Estudar problemas das patologias construtivas em outras obras públicas como: hospitais, creches, escolas. • A inspeção realizada avançar para uma inspeção predial com elaboração de orçamentos para recuperação das patologias construtivas. • A patologiamais facilmente encontrada nos postos é a umidade, recomenda-se fazer um estudo completo sobre métodos eficazes de impermeabilização. • Sugestão de solicitar ao Poder Público que elaborem um Projeto de Lei contemplando a Inspeção Predial em obras Públicas, a exemplo de outros municípios que já exigem esta prática como rotina. • ATIVIDADE 5: 1) Como é feita a caracterização das fissuras? As questões a seguir devem ser usadas para embasar a investigação e levar à caracterização: • Incidência, configuração, comprimento, abertura e localização da trinca; • Idade aproximada da trinca, do edifício e a época em que foi construído; • Se a fissura se aprofunda por toda a espessura do componente trincado; • Se trinca(s) semelhante(s) aparece(m) em pavimentos contíguos; 5 • Se trincha(s) semelhante(s) aparece(m) em componente paralelo ou perpendicular àquele em exame; • Se trinca(s) semelhante(s) aparece(m) em edifício vizinho; • Se o aparecimento da trinca é intermitente ou se sua abertura varia sazonalmente; • Se a fissura já foi reparada anteriormente; • Se no entorno da trinca aparecem outras manifestações patológicas, como umidade, deslocamentos, eflorescências, manchas de ferrugem ou bolor, etc; • Se na proximidade da trinca existem tubulações ou eletrodutos embutidos; • Se as fissuras se manifestam preferencialmente em alguma das fachadas da obra; • Se existem deslocamentos relativos na superfície do componente trincado; • Se a abertura da trinca é constante ou se ocorre estreitamento numa dada direção; • Se o edifício está sendo corretamente utilizado. 2) Comente e explique 4 tipos de fissuras estruturais. • Fissuras de cisalhamento: podem ser causadas por insuficiência ou mal posicionamento de armadura transversal (estribos), uso de concreto com baixa resistência, sobrecargas acima do previsto no cálculo estrutural; • Fissuras de esmagamento: causas prováveis podem ser sobrecargas acima do previsto no cálculo estrutural, uso de concreto com resistência inadequada; • Fissuras de retração: provocadas por secagem prematura do concreto (cura inadequada que provoca evaporação da água), contração térmica devido a diferenças de temperatura, relação água/cimento inadequada, adensamento inadequado ou concreto mal vibrado; • Fissuras nos cantos das janelas: causadas por sobrecargas não previstas, vergas e contra- vergas inexistentes ou mal executadas. 3) Em relação aos ensaios vistos na aula 5, explique 4 deles (importância; formas de execução; resultados esperados). • Ensaio de profundidade de carbonatação: testagem através de timolftaleína e fenoftaleína que, através das cores exibidas, fornecem valores de pH das amostras e algumas propriedades das substâncias constituintes das mesmas (como alcalinidade cáustica ou hidróxica, carbonatação alcalina, presença ou ausência de bicarbonato e dióxido de carbono livre, etc), consequentemente, informando a profundidade de carbonatação do concreto (útil para se prevenir patologias como corrosão). • Ensaio de ultra-som: não é destrutivo, ou seja, pode ser realizado na peça construída sem necessidade de rompê-la; pode ser executado por transmissão direta (passando por toda a peça), indireta (transdutores na mesma face da peça) ou semi-direta (transdutores em faces adjacentes); visa verificar a homogeneidade (qualidade e uniformidade) do concreto, detectar 6 falhas internas (ninhos e vazios) e a profundidade de fissuras, além de monitorar as variações das propriedades do concreto. • Ensaio de esclerometria: utiliza o esclerômetro (aparelho que aplica uma pressão na peça de concreto, normalmente perfurando-a, fornecendo um valor para a resistência ao choque, ou dureza superficial do material) e, posteriormente, correlaciona os valores obtidos com a resistência à compressão, por meio de uma tabela. • Ensaios de porosidade: determinam a absorção de água do concreto por capilaridade/ascensão capilar ou por imersão, utilizando corpos de prova parcialmente ou totalmente imersos. • ATIVIDADE 6: 1) Quais as principais análises iniciais de uma perícia após um incêndio? Que fatores são importantes? É importante analisar se a estabilidade está preservada e, para isso, são importantes os seguintes fatores: Analisar o tempo de duração do fogo a que ficou submetida cada uma das partes da estrutura e se havia revestimento (argamassa ou outro tipo de acabamento ou forro) protegendo a estrutura. 2) Explique detalhadamente o que ocorre com o concreto com aumento gradual da temperatura. Com a exposição do concreto a temperaturas acima dos 100 ºC, a água livre evapora, tanto nos poros quanto no silicato de cálcio (que se desprende). Inicialmente, o aumento da temperatura provoca o “cozimento” superficial do concreto, alterando sua coloração. Com a porosidade do concreto não permitindo a liberação dos vapores criados, criam-se pequenas “bolsas de pressão”, que provocam um aumento da pressão interna no concreto, que tendem a “explodir” (a este fenômeno dá-se o nome de lascamento ou spalling). Quando o concreto ultrapassa 300 °C, ocorre a retração volumétrica pela perda de umidade contida. Simultaneamente, os agregados e a ferragem sofrem expansão volumétrica devido ao aumento da temperatura. Ao atingir 400 ºC, inicia-se a decomposição dos hidróxidos de cálcio, resultando em óxido de cálcio puro e água (que vaporiza). Quando a temperatura chega a cerca de 550 ºC, a desidratação dos hidróxidos de cálcio, responsáveis pela passivação das armaduras, é completa. 3) O que ocorre com a ferragem do concreto com aumento da temperatura? Os metais, quando submetidos à ação do fogo, podem sofrer corrosão. Em uma estrutura de concreto aquecida a cerca de 500 °C, a ação da água produz uma grande elevação de 7 temperatura em virtude da reação de reidratação do óxido de cálcio livre no concreto. O aumento da temperatura incide a novas expansões térmicas, gerando fissuras. 4) Explique a importância do agregado no processo de perda de resistência do concreto submetido ao aumento contínuo da temperatura. O comportamento térmico de concretos usuais é determinado pelos agregados, pois, além de ocuparem a maior parte do volume do concreto, restringem as eventuais contrações e dilatações da pasta de cimento durante o aquecimento. Dessa forma, devido à sua origem, as variações nas propriedades do agregado podem promover efeito considerável no comportamento do concreto submetido a elevadas temperaturas. A condutividade térmica do concreto, por exemplo, é influenciada pelo tipo de agregado, sendo a sua escolha baseada em propriedades, como condutividade, fusão e expansão térmica. 5) Qual a relação dos aditivos plastificantes com a resistência do concreto submetido ao aumento contínuo de temperatura? Este tipo de aditivo possibilita uma redução do fator água/cimento, promovendo concretos mais compactos e menos permeáveis (o que aumenta a durabilidade do material em temperatura ambiente), mas que antecipam a degradação do material em caso de incêndio. 6) Quais as diferenças principais dos danos causados nos 3 casos citados? No caso específico 1, o tempo de duração do incêndio e a temperatura que a que este submeteu o ambiente causou danos de menor intensidade, visto que a resistência do concreto foi preservada; no caso 2, o tempo de exposição e temperatura foram suficientes para dilatar uma das lajes, entretanto, o reforço estrutural foi possível; já no caso 3, os danos foram irreversíveis, visto que a resistência do concreto foi reduzida a zero. • ATIVIDADE 7: 1) Descreva a metodologia dos artigos. Os três artigos salientam a importância da vistoria na investigação patológica, nos artigos “Análise patológica de uma passarela metálica” e “Manifestações patológicas em estruturas de aços: estudo de caso da feira da 304 sul em Palmas/TO”,os autores reúnem registros fotográficos e dados sobre a estrutura analisada e fazem o diagnóstico das patologias 8 encontradas; no terceiro artigo é feita uma revisão dos procedimentos necessários durante uma investigação patológica. 2) Comente sobre os principais resultados. Após a investigação na ponte em Belém (PA), concluiu-se que o principal problema na estrutura era a corrosão, ocasionando a perda das seções transversais dos elementos, e evidências indicam que as principais causas desse problema são o acúmulo de água na superfície da passarela e a falta de manutenção adequada. Na estrutura analisada no artigo “Manifestações patológicas em estruturas de aços: estudo de caso da feira da 304 sul em Palmas/TO”, a corrosão também foi apontada como principal preocupação, sendo esta ocasionada pelo contato dos metais com a água da chuva, visto não existem rufos de drenagem no local. 3) O que se pode concluir (observar) pelo estudo dos autores? O estudo das patologias em estruturas metálicas exige conhecimentos sobre o comportamento da corrosão nas mesmas, visto que este é um dos principais problemas encontrados. A ação do meio ambiente também tem grande influência no surgimento de anomalias no aço e, quando se trata de investigação em estruturas, existe uma série de procedimentos que devem ser adotados. • ATIVIDADE 8: 1) Descreva a metodologia dos artigos. Ambos os artigos utilizam da observação para coleta de dados, a fim de elaborar um relatório sobre os principais problemas patológicos encontrados nas estruturas, coberturas e pontes de madeira, além de analisar a influência do método empírico de construção de formas nas patologias futuras na construção. As metodologias se dão principalmente pela delimitação do universo amostral, coleta de dados, interpretação, síntese e elaboração de relatório. 2) Comente sobre os principais resultados. No artigo “Manifestações patológicas decorrentes da má utilização da fôrma de madeira na Região Metropolitana do Recife”, os principais resultados obtidos foram a recorrência de desaprumo de pilares e vigas gerados a partir da falta de controle na produção das formas. No artigo “Pontes de madeira: degradação e soluções tecnológicas hibridas”, observou-se que, apesar de a madeira ser um ótimo elemento estrutural e demandar menos energia do que as estruturas de concreto, alguns efeitos negativos podem ser observados, como a dificuldade de vencer grandes vãos e a maior necessidade de manutenção. Diante do 9 exposto, as tecnologias híbridas (nas quais a madeira é combinada com outros elementos construtivos) representam uma boa solução, pois sana deficiências de ambos os materiais. No artigo “Deterioração de coberturas de madeira: vicio construtivo ou manutenção inadequada? Um estudo de casos múltiplos”, a maioria das casas analisadas estava em avançado estado de vida útil e já haviam passado por alguma manutenção. Nos telhados, foram encontradas evidências da existência de animais xilófagos que causam grande impacto na cobertura, provocando diversas outras patologias, além de a distribuição errada no carregamento também contribuir para o esforço equivocado da estrutura. Já no artigo 4, constata-se a necessidade de manutenção nas coberturas de madeira, salientada pelo estado dos caibros e demais elementos de cobertura da igreja. 3) O que se pode concluir (observar) pelo estudo dos autores? A madeira, apesar de ser um ótimo elemento construtivo, demanda certa atenção quando utilizada em projetos e construções, desde a elaboração de formas até a consolidação de grandes estruturas. A manutenção regular desses elementos assegura um resultado positivo, entretanto, não é suficiente para garantir a ausência de patologias na construção, pois fatores como qualificação da mão de obra e revestimento adequado, por exemplo, também têm grande peso nos resultados obtidos.
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