Cap33 - Reabilitação e reforço de estruturas de concreto

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Capítulo 33
REABILITAÇÃO E REFORÇO DE 
ESTRUTURAS DE CONCRETO
Engº Júlio TimermanEngº Júlio Timerman
Engeti, Consultoria e Engenharia 
S/S LtdS/S Ltda
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Conceituação de Reabilitação e Reforço de 
E t t
• Reabilitação de Estruturas
Estruturas
ç
Procedimentos necessários para a restituição dos
Requisitos de Segurança Estrutural e de DurabilidadeRequisitos de Segurança Estrutural e de Durabilidade
Reforço das Estruturas• Reforço das Estruturas
Procedimentos necessários para a adequação aos
R i it d F i lid dRequisitos de Funcionalidade
• Mudança no carregamento ou no uso de uma edificação
Alt ã d C A id t i P t Vi d t (TT36• Alteração das Cargas Acidentais em uma Ponte ou Viaduto (TT36 para
o TT45)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Conceituação de Reabilitação e Reforço de 
E t tEstruturas
• Toda e qualquer intervenção em uma estrutura deve serq q ç
obrigatoriamente precedida da conduta abaixo
consubstanciada:
1. Vistoria completa nas estruturas, com o registro das
anomalias instauradas nas mesmas;
2. Coleta de dados de campo e ensaios em laboratórios
(resistência do concreto, carbonatação, potencial de
ã )corrosão, etc...);
3. Formulação de um diagnóstico, assim como de um
ó i d l i d i ãprognóstico das alternativas de intervenção.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
P d D t i ã d E t tProcessos de Deterioração das Estruturas
1 Manchas1- Manchas
1.1 Manchas 
Induzidas
1.2 Manchas 
Químicas
1.3 1 4 M h1.3 Contaminação 
Ambiental
1.4 Manchas 
Espontâneas
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•Editor: Geraldo C. Isaia
P d D t i ã d E t t
2- Eflorescências
Processos de Deterioração das Estruturas
A eflorescência deve-se ao transporte de sais desde o
interior da massa de concreto até a sua superfície. Este sal éinterior da massa de concreto até a sua superfície. Este sal é
fundamentalmente o hidróxido de cálcio [Ca(OH)2] um dos
produtos da reação do cimento Portland com a água.
•Figura 1- Eflorescência e formação de estalactites pela deposição de carbonato de
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
•Figura 1- Eflorescência e formação de estalactites pela deposição de carbonato de 
cálcio em fundo de laje (foto tirada em vistoria – Município de Luis Antônio, 1999).
P d D t i ã d E t t
3- Fissuras
Processos de Deterioração das Estruturas
• Fratura Linear no concreto que pode se estender parcial ou
completamente através do elemento estruturalcompletamente através do elemento estrutural
• Tem uma influência fundamental na durabilidade das
estruturas, pois permitem a entrada de agentes agressivosestruturas, pois permitem a entrada de agentes agressivos
Causas do surgimento das fissuras
C ra Deficiente Cargas AdicionaisCura Deficiente Cargas Adicionais 
Retração Erros de Projeto
Expansão Erros de execuçãoExpansão Erros de execução
Variações de Temperatura Recalques Diferencias
Ataques Químicos Reações Álcali Agregados
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
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Ataques Químicos Reações Álcali Agregados
P d D t i ã d E t t
4- Concreto Segregado
Processos de Deterioração das Estruturas
g g
• A segregação do concreto é causada por vários motivos:
• Movimentação das formas permitindo a fuga da nata de• Movimentação das formas permitindo a fuga da nata de
cimento por juntas mal vedadas ou fendas;
• Lançamento do concreto de alturas superiores a dois• Lançamento do concreto de alturas superiores a dois
metros causando a separação dos agregados da pasta de
cimento;cimento;
• Grandes densidades de armaduras em uma mesma região
causando o “peneiramento” do concreto, separando a pastacausando o peneiramento do concreto, separando a pasta
do agregado graúdo;
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P d D t i ã d E t t
4- Concreto Segregado
Processos de Deterioração das Estruturas
g g
• Adensamentos excessivos do concreto, tipo inadequado de
vibrador ou técnica de aplicação incorreta causam avibrador ou técnica de aplicação incorreta causam a
migração da pasta de cimento para a superfície deixando
vazios entre os agregados;
• Lançamento em grandes porções em pontos equidistantes
da peça, formando cones, ocasionando zonas mais baixas
junto as formas, com acentuada segregação de agregados
graúdos que rolam para a base do cone.
Figura 2 - Concreto segregado em fundo de viga 
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P d D t i ã d E t t
5- Lixiviação do Concreto
Processos de Deterioração das Estruturas
ç
• Fenômeno de degradação do concreto causado pela ação
de águas ácidas e moles. Essas águas são capazes dede águas ácidas e moles. Essas águas são capazes de
dissolver a pasta de cimento, carreando os compostos
hidratados e reduzindo o pH da superfície;
• A lixiviação ataca o concreto e as armaduras que são
despassivadas, além de ser também responsável pelo
aparecimento de eflorescências no concreto;
• A lixiviação pode ter origem em uma combinação de
fatores, tais como a deposição de partículas ácidas
transportadas pelas correntes de ar sobre o concreto, que,
em caso de chuva tornam seus efeitos semelhantes aos
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em caso de chuva, tornam seus efeitos semelhantes aos
das chuvas ácidas.
P d D t i ã d E t t
6- Desagregação do Concreto
Processos de Deterioração das Estruturas
g g ç
• Fenômeno normalmente associado a um ataque químico,
fazendo com que o cimento perca o seu caráterfazendo com que o cimento perca o seu caráter
aglomerante, deixando os agregados livres
• A causa principal da desagregação do concreto éA causa principal da desagregação do concreto é
normalmente associada a presença dos sulfatos e dos
cloretos.
• Concretos com cimentos inadequados ao meio ambiente,
ou preparados com aditivos aceleradores com excesso de
cloretos. Podem dar origem ao fenômeno da desagregação
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P d D t i ã d E t tProcessos de Deterioração das Estruturas
IMPORTÂNCIA DO ESTUDO DAS PATOLOGIAS DAS 
ESTRUTURASESTRUTURAS
APERFEIÇOAMENTO DOS PROJETOS• APERFEIÇOAMENTO DOS PROJETOS
• IMPLEMENTAÇÃO DE PROCEDIMENTOS PARA
TORNAR AS OBRAS NOVAS MAIS DURÁVEISTORNAR AS OBRAS NOVAS MAIS DURÁVEIS
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
R bilit ã d E t tReabilitação das Estruturas
•Introdução
Antes de iniciar o processo de reabilitação de umaAntes de iniciar o processo de reabilitação de uma 
estrutura em concreto, é fundamental identificar a origem 
do processo de degradação, principalmente quando 
envolve processos de corrosão ou ataques químicos. 
Muitas vezes a recuperação apenas do concreto e aço não 
é suficiente para reabilitar completamente a estrutura, face 
ao ambiente em que esta se encontra sendo necessárioao ambiente em que esta se encontra, sendo necessário 
avaliar a necessidade de aplicação de tratamentos 
superficiais protetores como hidrofugantes e vernizes
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
superficiais protetores, como hidrofugantes e vernizes. 
R bilit ã d E t tReabilitação das Estruturas
Patologia Técnica de recuperaçãoPatologia Técnica de recuperação
Manchas removíveis Lavagem da superfície
Manchas permanentes Tratamento com ácidos
Estucamento
Manchas removíveis Lavagem da superfície
Manchas permanentes Tratamento com ácidos
Estucamento
Jatos abrasivos
Jatos abrasivos
Microfissuras Polimento
Estucamento
Fissuras ativas Calafetação
Microfissuras Polimento
Estucamento
Fissuras ativas Calafetação
Injeção
Fissuras passivas CalafetaçãoInjeçãoInjeção
Estucamento
Desplacamentos ou segregações profundas e desagregações Recomposição do cobrimento com argamassa, graute ou
concreto de cimento portland.
Desplacamentos ou segregações rasas Tratamento com ácidos
Recomposição com argamassaRecomposição com argamassa
Polimento
Estucamento
Irregularidade das formas Estucamento
Recomposição com argamassa
Lixiviação ou erosão Recomposição com argamassaç p ç g
Polimento
Bolhas de ar Estucamento
Polimento
Superfície pulverulenta Tratamento com ácidos
Polimento
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Polimento
Juntas de concretagem Injeção
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
1. Inspeção das regiões da estrutura que apresentem insuficiência de
cobrimento de concreto às armaduras, destacamento do concreto de
cobrimento, concreto segregado (ninhos, bicheiras), fissuras, manchascobrimento, concreto segregado (ninhos, bicheiras), fissuras, manchas
de corrosão, armaduras expostas corroídas, através de exame visual
e de percussão (“bate-choco” das superfícies), com marreta leve;
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
2.Demarcação com giz de cera (ou escolar) das regiões com anomalias a
serem reparadas, criando figuras geométricas (poligonais, com cantos
em ângulos superiores a 90º) que envolvam (com folga) estas áreas; nãoem ângulos superiores a 90 ) que envolvam (com folga) estas áreas; não
utilizar demarcações em forma de “amebas” (circulares, onduladas)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
3 Remoção do concreto deteriorado (lixiviado, desagregado, segregado
ou desplacado), através de apicoamento manual (ponteiros e marretas
leves)leves)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
4 Delimitação das regiões de reparo com serra elétrica circular dotada de
disco de corte diamantado (tipo Makita)
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Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
R ã d t d t i d ( t d ã ) d t5 Remoção do concreto deteriorado (e parte do são), dentro
da área delimitada, até o friso formado pelo disco de corte,
através de apicoamento manual (preferencialmente) ouatravés de apicoamento manual (preferencialmente) ou
mecânico, evitando-se o rompimento das bordas do friso.
6. Limpeza do substrato de concreto (toda a área apicoada)
e das armaduras (todas as barras, em trechos corroídos e
ã ) t é d j t t b i d i (j tsãos), através de jateamento abrasivo de areia (jato seco ou
úmido), deixando-as na condição de “metal branco” (grau
Sa3 da norma sueca SIS 5800)
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Sa3, da norma sueca SIS 5800)
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
7. Limpeza das superfícies de aço e concreto, com jato de ar
comprimido, filtrado (isento de óleos, graxas, água, etc.)
8.Aplicação de pintura passivadora das armaduras,
composta de primer rico em zinco (zinco metálico puro, com
i 55% )teores superiores a 55% em peso).
9.Limpeza das superfícies de aço e concreto, com jato de ar
i id fil d (i d ól á )comprimido, filtrado (isento de óleos, graxas, água, etc.)
10.Aplicação de pintura passivadora das armaduras,
d i i i )
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•Editor: Geraldo C. Isaia
composta de primer rico em zinco).
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Serviços de Localização, Identificação, Avaliação daç ç , ç , ç
Extensão dos Reparos e de Preparo do Substrato de
Concreto e Aço.
11.Suplementação das armaduras corroídas, sempre que a
redução do diâmetro original da barra for  10% ou o
i l t 20% d ã t lequivalente a 20% da seção transversal;
12. Ancoragem de novas armaduras (estribos suplementares)
ao concreto.
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•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Reparos com Argamassas (até 50mm de profund.)p g ( p )
Os reparos em argamassa destinam-se principalmente para reparos
superficiais de qualquer tamanho em área, mas apenas para pequenas
f did dprofundidades
Três Tipos de Argamassa podem ser utilizadas nesta terapia
Argamassa de Cimento e Areia
Argamassa com Polímeros
Argamassa Epoxídica
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•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Reparos com Groutes (de 25 até 100mm de profund.)p ( p )
Os reparos em groute destinam-se principalmente para reparos semi
profundos, com alta densidade de armadura e com ou sem nihos de
tconcretagem
A execução consiste no uso de fôrmas lisas (plastificadas), estanques e
indeformáveis, dotadas de “cachimbos” (com largura mínima de 15,0 cm),indeformáveis, dotadas de cachimbos (com largura mínima de 15,0 cm),
distribuídos a espaços regulares (máximo de 60,0 cm) (caso de vigas)
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Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Tratamento de Fissuras
• As fissuras ativas devem ser vedadas, cobrindo os vãos externos da
mesma e, eventualmente, preenchendo-a com material elástico e não
i t t D á b t ã i d itresistente. Deverá ser sempre uma obstrução macia, que admita e
conviva com a patologia instaurada, impedindo, no entanto, a
degradação do concreto.
• Já nos casos passivos, para além do estabelecimento do dispositivo
t t há ti lt f iprotetor, há que se garantir que a peça volte a funcionar como um
todo, monoliticamente, ou seja, há que se fechar a fissura, o que é
conseguido pela injeção de uma material aderente e resistente.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Té i d R bilit ã d E t tTécnicas de Reabilitação das Estruturas
• Injeção de Fissurasj ç
• As fissuras com abertura superior a 0,1mm podem ser injetadas,
procedimento que é sempre feito sob baixa pressão (< 1MPa), com
ã d b t já é i 3 0 ãexceção dos casos em que a abertura já é superior a 3,0 mm e não
muito profunda, quando é admissível o enchimento por gravidade.
• A injeção deve garantir o perfeito enchimento do espaço formado
entre as bordas de uma fenda, independentemente de se estar
i j t d t b l liti d fi i Ninjetando para restabelecer o monolitismo de fissuras passivas. Nos
casos de vedação de fissuras passivas são usados materiais rígidos
como epóxi ou grautes. Para a vedação de fissuras ativas, que são
situações mais raras, poderá ser injetada resinas acrílicas ou
poliuretânicas.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
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R f d E t t d C tReforço das Estruturas de Concreto
• Conceito Básico de Reforço Estruturalç
Reforçar uma estrutura significa implementar um conjunto deReforçar uma estruturasignifica implementar um conjunto de
intervenções ou reparos que eliminem parte ou a totalidade
das manifestações patológicas de uma estrutura, elevando /ç p g ,
suplementando suas condições originais de desempenho
estrutural, funcional, estético e de durabilidade.
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Encamisamento
O encamisamento consiste basicamente no reforço da
estrutura com a inserção de uma nova camada que pode serestrutura com a inserção de uma nova camada que pode ser
constituída por concreto, microconcreto ou graute,
dependendo da espessura necessária para a adequação da
estrutura.
Figura 03 - Encamisamento para reforço das estacas da Ponte sobre o Rio Paraíba do Sul 
(Foto tirada em vistoria, 2004). 
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•Editor: Geraldo C. Isaia
( , )
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Encamisamento
Esta metodologia é utilizada principalmente em casos deEsta metodologia é utilizada principalmente em casos de
reforço em elementos com deficiência de inércia ou com
corrosão com perda de seção das armaduras, onde sãocorrosão com perda de seção das armaduras, onde são
inseridas novas armaduras sejam passivas ou protendidas.
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•Editor: Geraldo C. Isaia
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Protensão Externa
A técnica do protendido na sua modalidade de tensionado a posteriori
encontra no reforço de estruturas uma acolhida muito forte,
i l t h it ã despecialmente nos casos em que se chegou a uma situação grave de
debilidade estrutural de elementos horizontais tais como vigas. Essa
técnica permite, ainda, através do emprego de elementos auxiliares, mais
ou menos sofisticados, chegar a resolver problemas que não teriam
solução através de outro sistema de reforço.
Não necessita aliviar a estrutura a ser reforçada
Vantagens: Gera as forças que irão assegurar o equilíbrio e aVantagens: Gera as forças que irão assegurar o equilíbrio e a
resistência da estrutura
Não acarreta acréscimo significativo de cargas
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
permanentes
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Protensão Externa
•Livro Concreto: Ciência e Tecnologia
•Editor: Geraldo C. Isaia
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Chapas Metálicasp
Graças à boa aderência que possuem as resinas epóxi sobre o concreto
e o aço, estas encontram aplicação no campo dos reparos e reforços,
i l t d i t t f t fl ã t t itiespecialmente de vigas tanto frente a flexão como a cortante, ao permitir
unir o aço ao concreto.
Figura 4 – Reforço em chapas de aço patinável em arco da Ponte sobre o Rio Juqueri (Foto 
tirada em vistoria 2003)
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•Editor: Geraldo C. Isaia
tirada em vistoria, 2003). 
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Polímeros Reforçados com Fibras (FRP)ç ( )
A aplicação principal deste sistema de reforço está nos elementos que
necessitam de acréscimo aos esforços de tração, apresentando a grande
t b f h d l ã dvantagem sobre os reforços em chapas de aço em relação ao peso dos
elementos de reforço e velocidade de aplicação.
Especialmente em áreas sujeitas às sismos este sistema é muitoEspecialmente em áreas sujeitas às sismos, este sistema é muito
utilizado para confinamento de pilares.
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•Editor: Geraldo C. Isaia
Sistemas de Reforço das Estruturas de 
C tConcreto
• Polímeros Reforçados com Fibras (FRP)ç ( )
Sistemas atualmente disponíveis no mercado
Material Densidade 
(g/cm3)
Módulo de 
elasticidade
Resistência à 
tração (MPa)
Alongamento 
por ruptura
Absorção de 
umidade (%)(g/cm ) elasticidade 
(GPa) 
tração (MPa) por ruptura 
(%) 
umidade (%)
Fibras de carbono 
de alta resistência 
(HT) 
1,78 270 3.400 1,4 0,1 
Fibras de carbono 1,83 530 2.250 0,5 0,1Fibras de carbono 
de alto módulo 
(HM) 
1,83 530 2.250 0,5 0,1
Fibras de carbono 
de módulo ultra-
alto (UHM)
- 640 1.900 0,3 - 
alto (UHM)
Fibras aramídicas 
de alta resistência 
(HT) 
1,39 81 3.470 4,5 3,2 
 
Fibras aramídicas 
de alta resistência 
(HT) 
1,39 81 3.470 4,5 3,2 
Fibras aramídicas 
de alto módulo
1,45 125 2.800 2,0 2,5 
de alto módulo 
(HM) 
Fibras de vidro E 2,58 73 2.000 3,5 0,5 
Fibras de vidro S 2,53 86 3.500 4,0 0,3 
 
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•Editor: Geraldo C. Isaia