RELATÓRIO PATOLOGIA

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Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Escola de Engenharia
Engenharia Civil
PATOLOGIAS 
Caio Belo Magalhães
Fernando Ricardo Netto Fernandes
Natália Alves de Oliveira
Goiânia, novembro de 2015
SUMÁRIO
RESUMO	3	INTRODUÇÃO	4
1.1	Objetivos	6
2	REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	6
2.1	Corrosão de Armadura	6
	2.1.1 Corrosão em meio aquoso	7
	2.1.2 O papel do cobrimento de concreto	8
	2.1.3 Proteção física	8
	2.1.4 Proteção química	9
2.2	Lixiviação e Eflorescência	10
2.3	Carbonatação	11
2.4	Trincas e Fissuras	13
3	cONCLUSÃO	16
4	referências bibliográficas	16
RESUMO
O presente trabalho tem como objetivo apresentar as diversas patologias existentes e ocorrentes na construção civil. Será apresentado as características, causas e tratamentos para as patologias. 
Palavras-chaves: Patologia, Construção Civil, Características, Causas, Tratamento
INTRODUÇÃO
O termo "patologia" é derivado do grego (pathos - doença, e logia - ciência, estudo) e significa "estudo da doença". Na construção civil pode-se atribuir patologia aos estudos dos danos ocorridos em edificações. Essas patologias podem se manifestar de diversos tipos, tais como: trincas, fissuras, infiltrações e danos por umidade excessiva na estrutura. Por ser encontrada em diversos aspectos, recebe o nome de manifestações patológicas. 
Material não inerte, o concreto armado está sujeito a alterações ao longo do tempo, em função de interações entre os elementos que o constituem (cimento, areia, brita, água e aço), com os aditivos e com agentes externos, como ácidos, bases, sais, gases, vapores e micro-organismos. Muitas vezes, dessas interações resultam anomalias que podem comprometer o desempenho da estrutura, provocar efeitos estéticos indesejáveis ou causar desconforto psicológico nos usuários. De acordo com especialistas só quando o desempenho da estrutura está ameaçado ou comprometido é que ficam caracterizadas as enfermidades do concreto ou da estrutura, que podem ser congênitas, nascem com a estrutura, ou são adquiridas ao longo de sua vida, devido à ação direta de inúmeros agentes externos, incluindo usuários, ou ainda fenômenos físicos, entre eles, choques, terremotos, incêndios, enchentes, explosões, recalques e variações de temperatura.
É a partir dos sintomas que se inicia todo o processo de averiguação das causas e origem do fenômeno patológico, fundamental para o correto diagnóstico. Sendo o ideal que as patologias do concreto armado sejam evitadas ou, então, tratadas para que não ocorra perda da estrutura ou de peças estruturais. Nos últimos anos as normas vêm incorporando medidas mais intensamente, critérios de durabilidade, que se fundamentam predominantemente nos mecanismos de deterioração do concreto (expansão e corrosão) e do aço (corrosão), lembrando que tais critérios somados às demais recomendações para projeto e execução das estruturas constituem as principais medidas da profilaxia. A fase mais importante do processo é a do diagnóstico que, se for equivocado, implicará intervenções inócuas, dificultando estudos futuros, além do inútil gasto de dinheiro. Nas fases iniciais do estudo será preciso trabalhar com hipóteses, verificando sua veracidade. A eficácia do tratamento ou da solução só poderá ser confirmada pela resposta satisfatória da estrutura ao tratamento.
Para identificar as causas das patologias do concreto é preciso observar suas manifestações que ocorrem normalmente nas partes externas das estruturas. No entanto, existem partes externas que não são normalmente visualizadas, como as total ou parcialmente enterradas (fundações, arrimos, piscinas); as faces internas das juntas de dilatação; e as do interior de galerias e reservatórios. Nesses locais, os chamados danos ocultos só são detectados se forem programadas e executadas inspeções específicas. As manifestações que podem indicar a existência de patologias do concreto podem ser: Fissuras e Trincas; Desagregação; Erosão e Desgaste; Disgregação (Desplacamento ou Esfoliação); Segregação; Manchas; Eflorescência; Calcinação; Flechas Exageradas; Perda de Aderência Entre Concretos (nas juntas de concretagem); Porosidade e Permeabilidade.
As fissuras e trincas são os sintomas mais frequentes de problemas nas estruturas e com causas muito variadas. A sua posição em relação à peça estrutural, a abertura, a direção, e sua forma de evolução (com relação à direção e à abertura), dão indicações das causas prováveis. Fissuras são também ocorrências inerentes ao concreto armado, visto que as seções são dimensionadas nos Estágios II (seção fissurada) ou III (ruptura), não sendo, portanto, sempre, manifestação patológica. Sob esse aspecto, a diferenciação entre manifestação patológica, ou não, é feita em função das aberturas e das causas.
A origem de uma patologia está relacionada com a etapa da vida da estrutura em que foi criada a predisposição para que agentes desencadeassem seu processo de formação. As origens das enfermidades do concreto podem ser: defeitos de projeto; defeitos de execução; erosão e desgaste; má qualidade dos materiais ou uso inadequado; sinistros ou causas fortuitas (incêndios, inundações, acidentes etc.); uso inadequado da estrutura e manutenção imprópria.
No Brasil, as principais causas das patologias estão relacionadas à execução. A segunda maior causa são os projetos que pecam por má avaliação de cargas; erros no modelo estrutural; erros na definição da rigidez dos elementos estruturais; falta de drenagem; ausência de impermeabilização; e deficiências no detalhamento das armaduras.
Objetivos
Apresentamos o presente trabalho, de modo a divulgar conhecimento, acerca das mais ocorrentes patologias na construção civil. Além disso, analisar as causas, propor medidas corretivas e, preventivas para futuras ocorrências das mesmas. 
Junto a isso, amplificar nossos conhecimentos acadêmicos, de modo a levarmos isso para a prática da profissão, visto que, com o crescimento contínuo da construção civil, a ocorrência de patologias será mais frequente, com o passar dos anos, o envelhecimento dos empreendimentos já existentes, propiciará a atuação com nossa experiência.
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Corrosão de Armadura
Pode-se definir corrosão como a interação destrutiva de um material com o ambiente, seja por reação química, ou eletroquímica. Basicamente, são dois os processos principais de corrosão que podem sofrer as armaduras de aço para concreto armado: a oxidação e a corrosão propriamente dita. Por oxidação entende-se o ataque provocado por uma reação gás-metal, com formação de uma película de óxido. Este tipo de corrosão é extremamente lento à temperatura ambiente e não provoca deterioração substancial das superfícies metálicas, salvo se existirem gases extremamente agressivos na atmosfera.
Este fenômeno ocorre, preponderantemente, durante a fabricação de fios e barras de aço. Ao sair do trem de laminação, com temperaturas da ordem de 900°C, o aço experimenta uma forte reação de oxidação com o ar ambiente. A película que se forma sobre a superfície das barras é compacta, uniforme e pouco permeável, podendo servir até de proteção relativa das armaduras contra a corrosão úmida posterior, de natureza preponderantemente eletroquímica. Antes do aço sofrer trefilação a frio, para melhoria de suas propriedades, esta película, denominada carepa de laminação, deve ser removida por processos físicos, do tipo decalaminação, ou químicos, do tipo decapagem com ácidos. A película inicial é substituída por outra de fosfato de zinco ou de hidróxido de cálcio, que são utilizados como lubrificantes do processo podendo ser, à semelhança da primeira, débeis protetoras do aço contra a corrosão úmida. 
Por corrosão propriamente dita entende-se o ataque de natureza preponderantemente eletroquímica, que ocorre em meio aquoso. A corrosão acontece quando é formada uma película de eletrólito sobre a superfície dos fios ou barras de aço. Esta película é causada pela presença de umidade no concreto, salvo situações especiaise muito raras, tais como dentro de estufas ou sob ação de elevadas temperaturas (> 80°C) e em ambientes de baixa umidade relativa (U.R.< 50%). Este tipo de corrosão é também responsável pelo ataque que sofrem as armaduras antes de seu emprego, quando ainda armazenadas no canteiro. É o tipo de corrosão que o engenheiro civil deve conhecer e com a qual deve se preocupar. É melhor e mais simples preveni-la do que tentar saná-la depois de iniciado o processo. 
Corrosão em meio aquoso
O mecanismo de corrosão do aço no concreto é eletroquímico, tal qual a maioria das reações corrosivas em presença de água ou ambiente úmido (U.R. > 60%).
Esta corrosão conduz à formação de óxidos/hidróxidos de ferro, produtos de corrosão avermelhados, pulverulentos e porosos, denominados ferrugem, e só ocorre nas seguintes condições: deve existir um eletrólito; deve existir uma diferença de potencial; deve existir oxigênio e podem existir agentes agressivos. De modo ilustrativo e prático segue a figura 1. 
O Papel do Cobrimento de Concreto
Uma das grandes vantagens do concreto armado é que ele pode, por natureza e desde que bem executado, proteger a armadura da corrosão. Essa proteção baseia-se no impedimento da formação de células eletroquímicas, através de proteção física e proteção química. Como parte desta discussão, apresentamos a seguinte figura 2, o qual demonstra a situação do fundo da laje, onde a armadura é quase exposta, devido à falta de cobrimento.
Figura 2 – Fundo de laje de piso, apresentando armadura exposta devido a falta de cobrimento na junta com a viga.
Proteção física
Um bom cobrimento das armaduras, com um concreto de alta compacidade, sem "ninhos", com teor de argamassa adequado e homogêneo, garante, por impermeabilidade, a proteção do aço ao ataque de agentes agressivos externos.
Esses agentes podem estar contidos na atmosfera, em águas residuais, águas do mar, águas industriais, dejetos orgânicos etc. Não deve, tampouco, conter agentes ou elementos agressivos internos, eventualmente utilizados no seu preparo por absoluto desconhecimento dos responsáveis, sob pena de perder, ou nem mesmo alcançar, essa capacidade física de proteção contra a ação do meio ambiente.
Proteção química
Em ambiente altamente alcalino, é formada uma capa ou película protetora de caráter passivo. A alcalinidade do concreto deriva das reações de hidratação dos silicatos de cálcio (C3 S e C2S) que liberam certa porcentagem de Ca(OH)2, podendo atingir cerca de 25% (100 kg/m3 de concreto) da massa total de compostos hidratados presentes na pasta. Essa base forte (Ca(OH)2) dissolve-se em água e preenche os poros e capilares do concreto, conferindo-lhe um caráter alcalino. O hidróxido de cálcio tem um pH da ordem de 12,6 (à temperatura ambiente) que proporciona uma passivação do aço.
O potencial de corrosão do ferro no concreto pode variar de + 0,1 a -0,4 V, segundo a permeabilidade e as características do concreto, para temperaturas de 25°C.
A função do cobrimento de concreto é, portanto, proteger essa capa ou película protetora da armadura contra danos mecânicos e, ao mesmo tempo, manter sua estabilidade.
Pode-se dizer que a película passivante é de ferrato de cálcio, resultante da combinação da ferrugem superficial (Fe(OH)3 ) com o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2 ).
Portanto, a proteção do aço no concreto pode ser assegurada por: elevação do seu potencial de corrosão em qualquer meio de pH > 2, de modo a estar na região de passivação (inibidores anódicos); abaixamento de seu potencial de corrosão, com o fim de passar ao domínio da imunidade (proteção catódica); e manter o meio com pH acima de 10,5 e abaixo de 13, que é o meio natural proporcionado pelo concreto, desde que este seja homogêneo e compacto.
Lixiviação e Eflorescência
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. Para ilustrar segue a figura 3.
Figura 3 – Estalactites formadas por lixiviação.
Eflorescência são depósitos normalmente brancos que se formam sobre a superfície do concreto, argamassas, tijolos, pedras e outros materiais porosos, que alteram a estética dos acabamentos. As eflorescências se formam pela dissolução pelas águas de infiltrações dos sais (hidróxido de cálcio/ principalmente) do cimento e cal. Quando a água evapora, deposita estes sais na superfície. Fatores externos que contribuem: Quantidade de água, Tempo de contato, Elevação de temperatura e Porosidade do material. Conforme a figura 4.
A principal forma de evitar as eflorescências nas argamassas é a utilização de cimento CP IV (pozolânico) ou cimento tipo RS (resistente a sulfatos). Na dificuldade em adquirir os cimentos acima, deve-se utilizar o cimento CPIII, com baixo teor de hidróxido de cálcio. A utilização de aditivos redutores de água (IMPERFIX ACRÍLICO) e uma eficiente cura do concreto (baixa porosidade superficial) também são benéficos, pois proporcionam uma argamassa mais densa, impermeável e de menor porosidade capilar.
Figura 4 – Fundo de laje de piso apresenta eflorescências.
A eflorescência é difícil de ser retirada, porque a maioria dos ácidos, como o acético ou muriático causam a degradação da matriz cimentícia e podem também manchar pedras e cerâmicas. Para limpeza, geralmente se recomenda o uso de ácido sulfâmico ou ácido amidosulfônico. Deve-se utilizar uma solução em torno de 5%, tomando-se o cuidado de se efetuar testes iniciais e tomar o cuidado também em proteger superfícies metálicas e outras adjacentes. Quando a superfície estiver limpa, lavar todo o local com água em abundância.
Carbonatação
O composto químico que desencadeia o fenômeno da carbonatação do concreto é bem conhecido, facilmente encontrado nos centros urbanos. Um bom exemplo são os túneis e viadutos. Nestes ambientes, o concreto está exposto à alta concentração de gás carbônico (CO2). Esse dióxido de carbono penetra nos poros do concreto, dilui-se na umidade presente na estrutura e forma o composto chamado ácido carbônico (H2CO3).
Este ácido reage com alguns componentes da pasta de cimento hidratada e resulta em água e carbonato de cálcio (CaCO3). O composto que reage rapidamente com (H2CO3) é o hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). O carbonato de cálcio não deteriora o concreto, porém durante a sua formação consome os álcalis da pasta.
O concreto normalmente possui pH entre 12,6 e 13,5. Ao se carbonatar, estes números reduzem para valores próximos de 8,5. A carbonatação inicia-se na superfície da estrutura e forma a frente de carbonatação, composta por duas zonas com pH distintas uma básica e outra neutra. Esta frente avança em direção ao interior do concreto e quando alcança a armadura ocorre a despassivação do aço e este se torna vulnerável.
Após a despassivação, o processo de corrosão será iniciado se ao mesmo tempo houver umidade (eletrólito), diferença de potencial (exemplo: diferença de aeração ou tensões entre dois pontos da barra ou do concreto), agentes agressivos (exemplo: CO2 ou fuligem) e oxigênio ao redor da armadura. Os danos causados são vários, como fissuração do concreto, destacamento do cobrimento do aço, redução da seção da armadura e perda de aderência desta com o concreto.
Resumidamante, a carbonatação depende de fatores como:
* Condições ambientais: altas concentrações de CO2 aumentam as chances de ataque ao concreto
* Umidade do ambiente: poros parcialmente preenchidos com água na superfície do concreto apresentam condição favorável
* Traço doconcreto: altas relações a/c, resultam em concretos porosos e, portanto, aumentam as chances de difusão de CO2 entre os poros
* Lançamento e adensamento: se o concreto tiver baixa permeabilidade (compacto), dificultará a entrada de agentes agressivos
* Cura: processo fundamental para reduzir o efeito da carbonatação
O concreto mal curado possui microfissuras que o enfraquecem. A pré-existência de fissuras nas estruturas facilita a entrada do CO2 e pode acelerar a carbonatação. 
Para ilustrarmos a carbonatação, segue a figura 5.
Figura 5 – Desplacamento do cobirmento em brise de concreto devido a carbonatação do concreto e corrosão de armadura.
2.4 Trincas e Fissuras
As fissuras são um tipo comum de patologia nas edificações e podem interferir na estética, na durabilidade e nas características estruturais da obra. Tanto em alvenarias quanto nas estruturas de concreto, a fissura é originada por conta da atuação de tensões nos materiais. Quando a solicitação é maior do que a capacidade de resistência do material, a fissura tem a tendência de aliviar suas tensões. Quanto maior for a restrição imposta ao movimento dos materiais, e quanto mais frágil ele for, maiores serão a magnitude e a intensidade da fissuração. A formação das fissuras está ligada a situações externas ou internas. Entre as ações externas aos componentes, estão as fissuras causadas por movimentações térmicas, higroscópicas, sobrecargas, deformações de elementos de concreto armado e recalques diferenciais. Entre as ações internas, as causas das fissuras estão ligadas à retração dos produtos à base de cimento e às alterações químicas dos materiais de construção. 
A fissura pode ter origem em fases diferentes da edificação, em uma visão geral, simplificada, as origens das fissuras de uma edificação podem surgir na fase de projetos - arquitetônico, estrutural, de fundação, de instalações -, de execução da alvenaria, dos vários sistemas de acabamento e, inclusive, na fase de utilização, por mau uso da unidade. Além desses fatores, o contato de uma estrutura já existente com uma construída em anexo, demanda junta de dilatação, devido as movimentações de ambas estruturas serem diferentes, devido às diferentes características dos concretos utilizados. Para ilustramos isso, segue a figura 6.
Figura 6 – Trinca em junta de duas estruturas devido à falta de junta de dialtação.
As fissuras nas alvenarias são divididas de acordo com sua forma de manifestação, seu desenho, que pode ser geométrico ou mapeado. Essas duas classes são subdivididas, cada uma, entre fissuras ativas e passivas. As ativas ainda admitem uma nova subdivisão, em que podem ser sazonais ou progressivas. As geométricas (ou isoladas) podem ocorrer tanto nos elementos da alvenaria - blocos e tijolos - quanto em suas juntas de assentamento. As mapeadas (também chamadas de disseminadas) podem ser formadas por retração das argamassas, por excesso de finos no traço ou por excesso de desempenamento. No geral, elas têm forma de "mapa" e, com frequência, são aberturas superficiais. 
Apesar de muitas vezes a configuração de uma fissura parecer semelhante à outra, suas causas podem ser bastante diferentes. Uma fissura de deformação de estrutura, por exemplo, pode ser parecida com uma de recalque de fundação. Uma de dilatação térmica pode ser igual a uma de retração de secagem. Por isso, é preciso ter um treinamento e certa experiência para, com uma inspeção visual, chegar à causa. Na maior parte das vezes a fissura é inspecionada visualmente e, assim, o diagnóstico é muito dependente da experiência do profissional. Mas é possível, também, fazer análises com auxílio de instrumentação.
 Os danos que uma fissura pode representar à edificação são bastante variáveis. Depende muito do elemento, as fissuras na alvenaria representam menos riscos do que em vigas e pilares. Mas é preciso ter cuidado, pois uma patologia na alvenaria pode ser consequência de um problema estrutural mais sério. 
Quando a fissura é de origem estrutural, sua recuperação é mais complicada. Uma fissura mais superficial, mapeada, tem recuperação mais simples. As fissuras, no geral, são recuperadas com a aplicação de produtos flexíveis, como selantes elásticos. Alguns procedimentos demoram a ser feitos, porque é preciso abrir a fissura, fazer a limpeza, aplicar os produtos e esperar secar. Independente do sistema utilizado, a solução deve ser compatível com a construção, para alterar o mínimo possível as suas características. Também deve ter durabilidade e, ainda, ser passível de remoção sem que danifique os materiais originais da edificação. Além disso, a falta de concordância entre diferentes materiais tais como concreto e alvenaria, podem causar fissuras em suas juntas, devido ao diferente módulo de elasticidade. Conforme a figura 7.
Figura 7 – Fissura na junta da alvenaria com a estrutura.
CONCLUSÃO
Ao fim deste trabalho, podemos frisar a importância do estudo das patologias, não apenas para o caso de algum reparo, mas para futura prevenção, pois o tratamento de alguma patologia em construção civil é sempre um processo minucioso e dispendioso.
Além disso, levaremos essas definições e, exemplos práticos que visualizamos na exposição feita pelo prof. Marcello Cândido, para toda a nossa vida profissional como experiência e vivência.
referências bibliográficas
www.aecweb.com.br acesso em 26/11/2015.
www.cimentoitambe.com.br acesso em 26/11/2015.
www.techne.pino.com.br acesso em 27/11/2015.