Tecnicas de Inspeção e Patologia 02

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1
Técnicas de Inspeção e 
Patologia
TC 034 Materiais de Construção III 
José Marques Filho
José Marques Filho2 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias3
José Marques Filho4
PATOLOGIA
COMPORTAMENTO DIFERENTE DA 
PREVISÃO DO PROJETO
EXISTÊNCIA DE ANOMALIAS DURANTE A 
PERFORMANCE
INTERFERÊNCIA NA SEGURANÇA, 
DESEMPENHO OU DURABILIDADE DO 
EMPREENDIMENTO
Necessário Conhecer os Fenômenos 
envolvidos
Conhecer todas as fases do processo 
para determinar possíveis causas
Conhecer comportamento previsto para 
balizamento
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho5
PATOLOGIA
É O ESTUDO DOS FENÔMENOS FÍSICOS 
ENVOLVIDOS NOS CORPOS, NOS 
MATERIAIS QUE OS COMPÕEM E NOS 
PROCESSOS QUE GERAM SUA 
DEGRADAÇÃO
Apresentação física de um processo de 
degradação do corpo e/ou do material 
que o compõe
Por exemplo: uma fissura, uma mancha, 
desgaste superficial, um aumento de 
volume
Técnicas de Inspeção e Patologia
MANIFESTAÇÃO 
PATOLÓGICA
José Marques Filho
Algumas Manifestações Patológicas Típicas
Técnicas de Inspeção e Patologias6
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias7
Corrosão de Armaduras
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias8
Erosão
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias9
Fissuração Térmica
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias10
Gelo e Degelo
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias11
Ataque por Águas Agressivas
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias12
Reação Álcali-Agregado
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias13
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias14
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias15
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias16
• Presença de Sulfetos
José Marques Filho17
Fases
Detecção
Anomalia
Verificar
Conseqüências
Determinar
Causas
Análise e
Projeto
REPARO
•Inspeções 
periódiocas
•Conhecer 
comportamento 
esperado
•Identificar anomalias 
comuns
•Avaliar magnitude
•Conhecimento de danos 
em outros 
aproveitamentos
•Conhecer critérios de 
projeto do protótipo
•Conhecimento de 
patologia
•Procedimentos de 
ensaio (uniformizar)
•Definição do sistema 
de coleta de dados
•Dados da obra
•Modelos
•Estatísitica
•Gráficos dos efeitos
•Verificação de padrão 
necessário de 
comportamento
•Manter segurança
•Manter operaçãp
•Otimizar tempo
•Verificar consistência
•Verificar capacidade 
de execução segura
Inspeção e
Monitoramento Banco de Dados
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologias18
Chave do 
Problema
CONHECIMENTO
Condições Geológico-geotécnicas
Critérios de Projeto
Dimensionamento
Detalhamento
Execução
Operação
Instrumentação
Materiais e Componentes
Conseqüências no comportamento do 
Protótipo
José Marques Filho19
Ensaios Não Destrutivos
 Objetivo: Analisar o Comportamento em 
Utilização
 Condicionante: Não Interferir com o 
Comportamento
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho20
Características à Investigar
 Estabilidade Física
-Parâm. Resistência
-Fadiga
-Fissuração
-Deformabilidade
-Desgaste
 Não Conformidade
 Estabilidade Química
-Ataques por agentes 
agressivos
-Ciclos de temper., 
pressão e umidade
-Aging
-Reações Deletérias
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho21
Tipos Análises Não Destrutivas
 Inspeção Visual
 Análises de Processos
 Exame de Relatórios de Execução
 Ensaios Propriamente Ditos
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José Marques Filho22
Inspeção Visual
 Especialista ligado ao protótipo com conhecimento 
dos dados de comissionamento, operação e 
manutenção
 Necessário estabelecimento de periodicidade 
mínima
 Manual de Observação
 Reuniões periódicas de avaliação das condições 
civis
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho23
Ensaios Não Destrutivos
 Ultrasons
 Gamagrafia/tomografia
 Retirada de Amostras
 Porosidade/permeabilidade
 Líquido penetrante
 Resposta Acústica
 Medidas de Parâmetros 
Eletromagnéticos
 Pacometria
 Medidas de Forma - Som 
Laser
 Resposta à impulso 
Mecânico
 Resposta à excitações 
 Análise de superfície de 
fratura
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José Marques Filho
Esclerômetros de Reflexão
24
NBR 7584; ASTM C 805
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José Marques Filho
25RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
26RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO
Índice esclerométrico x Resistência à compressão 
do Concreto
y = 0 ,0158x
2 ,0 8 8 8
R
2
 = 0 ,9967
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
20 25 30 35 40 45 50 55 60
Ín d ice E sc le ro m étrico , IE , (% )
R
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 (
M
P
a
)
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Pacometria
27
NBR 6124
Processo para determinação da posição, diâmetro e
cobrimento de armadura através da medida de variação
de campo eletromagnético
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Ensaio de arrancamento
28
•Mede a força de arrancamento de peças chumbadas no
concreto.
•Através da medida da força de arrancamento de
parafusos concretados em superfícies, com uma
indicação instantânea desta força e do deslocamento
associado, pode-se inferir a resistência à ruptura deste
concreto.
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29RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO
PULLOFF
PENETRAÇÃO
DE PINOS
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Ultrassom
30
 A velocidade de propagação de ondas em um material
depende de sua densidade e suas propriedades
elásticas. Torna-se então possível a obtenção de
propriedades do concreto tais como uniformidade,
presença de cavidades, módulo de elasticidade e
resistência à ruptura, quando usado em conjunto com
esclerômetro ou outra avaliação ou calibragem.
 NBR 8802
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José Marques Filho
RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO
ULTRA SOM
31 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
32RECUPERAÇÃO DE ESTRUTURAS
DE CONCRETO ARMADO
Classificação de Leslie e Cheesman
RuimInferior a 2000
Geralmente ruim2000 a 3000
Regular (duvidoso)3000 a 3500
Bom3500 a 4500
ExcelenteSuperior a 4500
Condições do
concreto
Velocidade de
propagação (m/s)
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Detector de corrosão de armadura
33
Ensaios detectores de corrosão de barras no concreto armado.
A corrosão do aço no concreto é um processo eletro-químico, similar
ao de uma bateria, produzindo uma corrente elétrica que pode ser
medida na superfície do concreto pelo seu campo magnético.
Através das medidas de toda a sua superfície, pode ser feita uma
distinção entre os locais com corrosão e outros sem corrosão nas
barras de aço. Existem inúmeros trabalhos científicos que descrevem
este método, que é aplicado nos USA há mais de 30 anos.
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Permeabilidade no local
34
•Rápido, confiável e não destrutivo, determina a permeabilidade de
estruturas de concreto.
•O equipamento é composto de uma célula de vácuode dois
compartimentos e uma válvula reguladora de pressão. O cálculo do
coeficiente de permeabilidade kT é possível através de um modelo
matemático simples.
•O ensaio dura de 2 a 12 minutos, dependendo da permeabilidade do
concreto.
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Gamagrafia
35
•A técnica nuclear mais conhecida nesta área é a gamagrafia
industrial, similar a uma radiografia, de peças metálicas ou de
estruturas de concreto.
•Torna-se possível verificar se há defeitos ou fissuras.
•90% utilizam fontes de Irídio-192, 5% de Cobalto-60 e 5% de
Selênio-75, com níveis variados de atividade radioativa
•Maioria dos irradiadores em uso no País está em operação há
mais de 20 anos, sendo, portanto, equipamentos antigos.
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho36
Testemunhos
 Retirada de porção do concreto existente para sua 
caracterização
 Pode ser feita através de sondagem rotativa ou por 
corte com serra de fio diamantado
 O processo de extração já é um primeiro ensaio 
mecânico
 É necessário conhecimento técnico adequado para 
minimizar os efeitos negativos da sondagem
 No caso de CCR ATF, só pode ser obtidos em 
idades superiores a 90 dias
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Extratoras
37 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho38
Testemunhos
 Cabe discutir o tratamento estatístico dos 
dados
 Ensaios
– Massa Específica
– Resistência Mecânica
– Deformabilidade
 Imediata
 Fluência
– Recomposição do traço
– Microscopia eletrônica de Varredura
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho39
Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho40
Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho41
Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho42
Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho43
Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
Usinagem de CP’s
44
NBR 12767, 10906, 
8045,7680, 5738; DNER-
ME046
Retificadora
NBR 8045, 7680, 
5738; DNER-ME046
Faceadores
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José Marques Filho45
Preparação de cp’s dos Testemunhos
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho46
Ensaios Comuns
Câmara Úmida
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Prensas
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José Marques Filho48
Ensaios Axiais
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho49
Ensaio de cisalhamento
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho50
Testemunhos - Cisalhamento Direto
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho51
Cisalhamento Direto
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho52
Cisalhamento Direto
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho53
Testemunhos - Permeabilidade do 
Concreto
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho54
Permeâmetro 
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho55
Ciclagem e Durabilidade
Durabilidade
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho56
Análises de Água Percolada
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José Marques Filho57 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho58 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho59 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho60
Bancadas de ensaios
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José Marques Filho61
Microscopia Eletrônica
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho62
Microscópio Eletrônico de Varredura
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José Marques Filho63 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho64 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho65
Estrutura Heterogênea
Complexa
Composição depende de Inúmeros Fatores
Concreto
Agregados
Pasta
Macro Estrutura
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José Marques Filho66
Estrutura Heterogênea
Complexa
Composição depende de 
Inúmeros Fatores
Concreto
Agregados
Pasta
Macro Estrutura
Micro Estrutura
Agregados
Pasta
Vazios + Água
Zona de Transição
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José Marques Filho67
Importância do Estudo
 O estudo da Microestrutura permite entender o 
comportamento do concreto
 Ferramenta para análise de patologias do concreto e 
análise de durabilidade
 Desenvolvimento de novos aditivos e suas 
conseqüências
 Ensaio não-destrutivo Eficiente
Técnicas de Inspeção e Patologia
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Microscópio Eletrônico de Varredura
José Marques Filho69 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho70
Microestrutura – Estruturas Principais
1: C-S-H 
2: Ca(OH)2 ou (C-H) 
3: Vazio Capilar
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho71
Magnitude dos Estudos
 
0.001 µ m 0.01 µ m 0.1 µ m 1 µ m 10 µ m 100 µ m 1 mm 10 mm 
1 nm 10 nm 100 nm 1000 nm 104 nm 105 nm 106 nm 107 nm 
 (a) 
 
 
1 m 10 m 100 m 1000 m 104 m 105 m 106 m 107 m 
(b) 
Técnicas de Inspeção e Patologia
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Hidratação dos Aluminatos
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Hidratação dos Silicatos
Técnicas de Inspeção e Patologia
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Ca(OH2)
Técnicas de Inspeção e Patologia
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Exsudação
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho76
Zona de Transição
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho77
Zona de Transição
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho78
Zona de Transição
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho79
Zona de Transição
Sujeita à 
Microfissuração
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho80
Magnitude
200 x
2000 x
5000 x
Técnicas de Inspeção e Patologia
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Vazios e Presença da Água
Água 
interlamelar
Água 
Fisicamente 
Adsorvida
Água Capilar
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho82
Vazios
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho83
Presença da água
 Capilares: vazios maiores que 50 A. Cuidado 
com efeitos da tensão capilar
 Adsorvida: próxima à superfície do sólido
 Interlamelar: Associada à estrutura do C-S-H
 Quimicamente combinada; faz partes dos 
produtos de hidratação
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho84
Zona de Transição
 Mais Frágil
 Apresenta cristais orientados com planos de 
clivagem bem caracterizados
 Cristais grandes e com vazios
 Como já está microfissurada, é necessário menor 
esforço para ruptura na compressào
 Ruptura a tração: Fissuras se propagam mais 
rapidamente
 Resistência Aumenta com a idade
 Durabilidade afetada pelo aumento da 
permeabilidade
 Diminuindo o diâmetro máximo pode alterar o filme 
de água que o envolve
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho
REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO
85
José Marques Filho
Reação Álcali-Agregado (RAA)
86
 AGREGADOS INERTES?
 Muitos minerais são instáveis em ambiente alcalino. 
 REAÇÃO ÁLCALI-AGREGADO (RAA)
 Reação química que ocorre entre íons alcalinos presentes no 
concreto e alguns minerais reativos. 
 A reação gera produtos expansivos (gel) capazes de 
microfissurar o concreto, causando a perda de elasticidade, 
resistência mecânica e durabilidade (MEHTA e MONTEIRO, 2008).
José Marques Filho 87
 JUSTIFICATIVAS
 De acordo com Hasparyk (2005), após a instalaçãoda RAA em 
uma estrutura de concreto, não se conhece uma medida eficiente e 
ao mesmo tempo econômica para combatê-la. 
 Apesar dos vários estudos desenvolvidos mundialmente, ainda 
não foi definido um método rápido e eficaz para avaliar esta reação 
RAA (Tiecher, 2006) . Portanto, o conhecimento dos métodos 
investigativos mais empregados é imprescindível para a realização 
de investigação e diagnóstico da RAA.
José Marques Filho
Mecanismo do Processo de Reação
88
Fonte: Ferraris (2000) apud Valduga (2002)
Sintomas: 
• fissuras em forma de 
mapa;
• descoloração do 
concreto; 
• deslocamentos 
estruturais; 
• exsudação de gel 
sílico-alcalino.
(Paulon, 1981)
José Marques Filho
Tipos de RAA
89
O:
• Reação álcali-sílica (RAS): reação que participam a sílica reativa dos
agregados e os álcalis, na presença do hidróxido de cálcio originado
pela hidratação do cimento, formando um gel expansivo (NBR 15577-
1/2008).
• Reação álcali-silicato (RAS): é um tipo específico de reação álcali-sílica
em que participam os álcalis e alguns tipos de silicatos presentes em
certas rochas (NBR 15577-1/2008).
• Reação álcali-carbonato (RAC): reação em que participam os álcalis e
agregados rochosos carbonáticos, não há formação de gel expansivo
e a deterioração do concreto ocorre devida à desdolomitização da
rocha e o consequente enfraquecimento da ligação pasta-agregado.
José Marques Filho
Fatores Relevantes
90
PRINCIPAIS FATORES INTERVENIENTES :
• Teor de álcalis: consumo e equivalente alcalino do cimento, agregados
contaminados, fontes externas e aditivos;
• Agregados: composição granulométrica e características mineralógicas
(teor de agregados reativos);
• Umidade: requisito para expansão, favorece a migração dos íons
alcalinos;
• Temperatura : catalisador;
• Tensões no concreto: retarda a fissuração e reduz a expansão em
direção ao carregamento;
• Tempo.
José Marques Filho 91
INSPEÇÃO VISUAL “IN LOCO”
É o primeiro passo para a investigação de estruturas de concreto
afetadas pela RAA.
Quando há indícios da ocorrência da RAA, é necessário a realização
uma inspeção in situ e a extração de testemunhos de concreto para
ensaios laboratoriais (ALVES et. al., 1997).
Verifica-se todas as manifestações patológicas visualizáveis, buscando
correlacioná-las com os sintomas característicos da RAA.
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
Características visuais 
– Fissuração em mapa
– Aparecimento de borda de reação nos agregados
– Surgimento de gel na superfície
– Gel no interior dos poros com cor esbranquiçada 
a caramelada
Técnicas de Inspeção e Patologia92
Borda de 
Reação
Gel em 
poro
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 93
Reação Álcali Agregado – Fissuração em Mapa
José Marques Filho 94
 
Métodos de Investigação Visual
Exsudação de Gel
Exsudação de Gel
Fissuração em Mapa
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologia95
Borda de reação
Agregado com fissura
José Marques Filho 96
 
 
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 97
INSPEÇÃO VISUAL EM TESTEMUNHOS DE CONCRETO – MÉTODO IDC
• Índice de Deterioração do Concreto (IDC)  Avalia a deterioração de
concretos afetados pela RAA.
• O índice IDC é determinado sobre a superfície polida de testemunhos
de concreto, preparadas a partir de cortes longitudinais.
• O IDC é obtido pela marcação de um quadrado de lado igual a 150
mm e
 Em seguida as amostras são analisadas ao microscópio
estereoscópico atribuindo-se pesos para cada defeito
identificado
 Após soma-se os pesos, obtendo-se o índice de deterioração
(ID).
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
98
I
D
José Marques Filho 99
ANÁLISE PETROGRÁFICA  Pode ser utilizada para rocha e para
concreto
POSSIBILITA:
• Obtenção de informações qualitativas;
• Caracterização mineralógica e textura dos agregados (VIEIRA
& OLIVEIRA, 1997);
• Identificação de fases mineralógicas reconhecidamente
instáveis (VALDUGA 2007);
• Investigação de concretos afetados pela RAA.
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 100
Microscópio Óptico de Luz 
Transmitida
Fotomicrografias de poro com 
gel
Lâminas delgadas com 30 μm de 
espessura
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 101
MICROSCOPIA ELETRÔNICA DE VARREDURA (MEV) E ESPECTROSCOPIA
DE ENERGIA DISPERSIVA DE RAIOS X (EDS)
POSSIBILITA:
 Investigação da morfologia através de produção de imagens com alta
resolução;
 Caracterização dos elementos químicos dos produtos da RAA (MARUSIN,
1995).
 Identificação precisa dos produtos da RAA, auxiliando no diagnóstico do
concreto afetado.
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 102
 
(a) imagem e espectro de superfície de fratura, região da argamassa 
(ampliação 412 X) 
 
(b) percentual atômico 
 
 
 
 
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 103
DIFRAÇÃO DE RAIOS X (DRX)
POSSIBILITA:
 determinação das fases cristalinas presentes nos materiais, ela é
utilizada para obtenção de informações sobre a estrutura, composição e
estado de materiais (DAL MOLIN, 2007).
 caracteriza a presença de silicatos amorfos, confirmando a presença de
géis de RAA.
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 104
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 105
MÉTODO ACELERADO DE BARRAS DE ARGAMASSA
Submissão de barras de argamassa à determinadas condições e medição de
expansões.
NBR 15577-4/08
As barras de argamassa (2,5 x 2,5 x 28,5cm) são moldadas com uma relação
água/cimento (padrão) de 0,47 e colocadas em imersão de solução alcalina
(NaOH, 1N, 80 °C).
As leituras de referência são realizadas aos 16 e 30 dias:
Expansão < 0,19% aos 30 dias → considerado potencialmente inócuo;
Expansão > 0,19% aos 30 dias → considerado potencialmente reativo;
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 106
Disposição das barras de 
argamassas dentro do tanque com 
a solução (NaOH, 1N a 80 °C)
Leitura de expansão em barras de 
argamassa
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 107
MÉTODO ACELERADO DE BARRAS DE ARGAMASSA
POSSIBILITA:
Determinação do potencial reativo do agregado em análise com objetivo:
1) Preventivo/investigativo: agregado em análise e cimento padrão;
2) Mitigação: agregado reativo, cimentos e adições;
3) Reatividade residual: agregado já em reação e cimento padrão;
4) Pode dar resultados FALSOS POSITIVOS e FALSOS NEGATIVOS
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 108
0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
0,250
0,300
0,350
0,400
0,450
0,500
2 16 30
E
x
p
a
n
s
ã
o
 (
%
)
Tempo (dias)
Média
Jazida
Média
Barragem
0,10% Limite 0,19%
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 109
MÉTODO DE PRISMAS DE CONCRETO
Submissão de prismas de concreto à determinadas condições e medição
de expansões.
NBR 15577-6/08
Os prismas de concreto (7,5 x 7,5 x 28,5cm) moldados em condiçõespadronizadas são expostos em ambiente saturado com água à
temperatura de 38 ºC.
Leitura de referência  após um anos de ensaio:
Expansão < 0,04% → o agregado é considerado potencialmente inócuo;
Expansão > 0,04% → o agregado é considerado potencialmente reativo;
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 110
MÉTODO DE PRISMAS DE CONCRETO
POSSIBILITA:
Determinação do potencial reativo do agregado em análise com
objetivo:
1) Preventivo/investigativo: agregado em análise e agregado
reativo;
2) Mitigação: agregado reativo, combinação de materiais
cimentícios.
3) Maior confiabilidade que o acelerado
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 111
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho 112
DETERMINAÇÃO DE EXPANSÃO RESIDUAL EM TESTUMUNHOS DE
CONCRETO
Metodologias  correspondem a adaptações das normas de
determinação da expansão em prismas de concreto e determinação da
expansão em barras de argamassa pelo método acelerado.
POSSIBILITA:
 determinação de expansão residual
MÉTODOS DE INVESTIGAÇÃO DE ESTRUTURAS DE 
CONCRETOS AFETADAS PELA RAA
José Marques Filho
VISUALIZAÇÃO RAA
113
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 114
Reação álcali-agregado
Poros na argamassa revestido 
com produto branco (6,4 X)
Microscopia Ótica
As análises microscópicas petrográficas
do agregado e das barras de argamassa
são obtidas com auxílio do microscópio
estereoscópico (amostra em superfície
plana semi-polida) e complementado por
análise ao microscópio polarizador de
luz transmitida (em lâmina delgada).
José Marques Filho 115
Microscopia Ótica
Poro próximo ao agregado 
revestido com produto branco 
(16,0 X)
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 116
Microscopia Ótica
Faixa quartzosa (1) no contato entre o mármore (à esquerda) e o 
calcário (à direita). Cristais de quartzo estirados com extinção 
ondulante (2), calcário arenoso (3); lente de quartzo e mármore 
calcítico (4) com cristais bem desenvolvidos de calcita (5) e quartzo (6). 
Imagem ao microscópio ótico; nicóis cruzados; aumento de 25x.
1
2
4
3
5
6
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 117
Microscopia Eletrônica de Varredura
Poro Preenchido com Gel 
Gretado Botrioidal
(800 X)
Gel Maciço Gretado no Poro 
(450 X)
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 118
Microscopia Eletrônica de Varredura
Poro com Gel Maciço 
Próximo ao Agregado
(280 X)
Poro com Produto na Forma 
Rendada
(2.200 X)
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 119
Microscopia Eletrônica de Varredura
Gel Amorfo no Poro
(2.600 X)
Produto Cristalizado (C) 
entre Agregados (A)
(6.900 X)
Reação Álcali Agregado
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 120
(trisulfoaluminato de cálcio)
ETRINGITA DE HIDRATAÇÃO
A etringita é conhecida como o primeiro
hidrato a se formar quando o cimento
entra em contato com a água, sendo um
produto de hidratação normal de ser
encontrado em concretos.
Este produto é responsável pelo
enrijecimento (perda de consistência) e
início da pega (solidificação dada pela
C3A) da pasta.
MEV- 7.000X – cristais aciculares de etringita
C3A (aluminato tricálcico) + CaSO4 (gesso) + H2O => C6AS3H32
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita Secundária ou Tardia
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 121
 reduzir a solubilidade do C3A, caso
contrário as fases aluminatos se
formariam rapidamente endurecendo o
concreto nas primeiras horas, evitando a
praticidade de sua utilização;
 Aumenta a solubilidade dos silicatos
(pela presença do SO4), acelerando a
velocidade de hidratação da fase C3S,
que contribui para o final da pega.
Motivo do uso do gesso (regulador de pega):
Retarda pega causada pelo C3A e acelera a pega causada pelo C3S:
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 122
ETRINGITA CLÁSSICA - SECUNDÁRIA:
Uma outra possibilidade, de acordo com
Mehta & Monteiro e Neville, é que este
produto (a etringita) possa ser formado
em concretos, já no estado endurecido,
quando do ataque externo por sulfatos
de cálcio que podem estar presentes em
solos ou águas freáticas.
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 123
ETRINGITA CLÁSSICA - SECUNDÁRIA:
Segundo Mehta & Monteiro, há uma
concordância geral que as expansões no
concreto relacionadas aos sulfatos são
associadas à formação da etringita e apesar
dos mecanismos de expansão não estarem
bem definidos, acredita-se que esta expansão
possa estar associada ao crescimento de seus
cristais ou à adsorção de água deste produto
em meio alcalino.
Outro produto que também pode ser
formado e causar expansões a partir de um
ataque por sulfatos é a gipsita. Amostra polida - interface/poro
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 124
ETRINGITA SECUNDÁRIA:
MEV - Finas placas de monosulfato de cálcio 
Concretos que utilizarem cimentos com
elevados teores de C3A estão sujeitos a
formação de monosulfatos.
Alguns dias após a hidratação do cimento,
acaba o gesso (CaSO4), fazendo com se
processe a reação:
C3A + etringita (fornece S) => monosulfato
(fase instável) C4ASH18
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 125
ETRINGITA SECUNDÁRIA:
MEV - Finas placas de monosulfato de cálcio 
Concretos que utilizarem cimentos com
elevados teores de C3A estão sujeitos a
formação de monosulfatos.
Alguns dias após a hidratação do cimento,
acaba o gesso (CaSO4), fazendo com se
processe a reação:
C3A + etringita (fornece S) => monosulfato
(fase instável) C4ASH18
Fissuras Posteriores ao Endurecimento
Formação de Etringita
José Marques Filho
Pat
olog
ias 
em 
Barr
age
ns 126
ETRINGITA SECUNDÁRIA:
O ataque pode ocorrer quando há
formação de monosulfato (cimentos
c/ elevados teores de C3A).
O monosulfato C4ASH18 (fase
instável) em presença de uma fonte
externa à pasta de sulfatos (SO4
--
)
=> etringita C6AS3H32
José Marques Filho
Instrumentos Especiais de 
Análise
José Marques Filho
Petrografia
José Marques Filho
O QUE ANALISAR: 
• Identificação dos minerais formadores de rochas (transparentes); 
• Identificação de minerais deletérios;
• Modo de ocorrência dos minerais; 
• Textura da rocha; 
• Estrutura da rocha; 
• Inter-relacionamento com outras rochas, etc.
MICROSCOPIA ÓTICA POR LUZ TRANSMITIDA -
PETROGRAFIA
 Objetivo: estudo e classificação das rochas
José Marques Filho
marca ZEISS
Microscópio ótico de luz transmitida
José Marques Filho
PETROGRAFIA
Preparação das Lâminas Delgadas
José Marques Filho
Análise petrográfica 
de rocha - Exemplo
José Marques Filho
Registro: 1.1896.2002C
Procedência Referência Natureza Classificação:
SEDIMENTAR CALCÁRIO
EXAME MACROSCÓPICO
Cor: cinza claro a escuro Estrutura: maciça
EXAME MICROSCÓPICO
Composição Mineralógica Estimada:
Agregado graúdo: Calcário: carbonato: 95-97%; opacos/matéria orgânica: 2%; quartzo: 1%.
Agregado miúdo: quartzo: 90%; carbonato: 5%; muscovita:3%; opacos/hidróxido-óxido de ferro:
2%; feldspato: traços.
1. Agregado graúdo: Aspecto geral do calcário. 2.
Microfissuras no contato argamassa/agregado e
propagando pela argamassa; 3. Argamassa. Imagem ao
microscópio ótico com nicóis paralelos.
1. Calcário com grãos de carbonato recristalizado (2); 3.
Argamassa. Imagem ao microscópio ótico com nicóis
cruzados.
DESCRIÇÃO
Agregado graúdo apresenta fragmento de rocha de granulação fina a média e textura granular. Em
algumas partes da lâmina o carbonato encontra-se bem cristalizado, desenvolvido e em outros,
microcristalinos. Onde encontra-se o carbonato mais desenvolvido, ocorre a maior concentração de
quartzo. Ocorrem veios irregulares preenchidos com minerais opacos, matéria orgânica e
carbonato. Alguns fragmentos apresentam-se fraturados. No agregado miúdo, encontra-se areia
mal selecionada, grão de quartzo subangulosos a subarredondados, fragmentos de, provavelmente,
quartzito, finas palhetas de muscovita, alguns fragmentos da rocha citada acima. A maioria dos
grãos de quartzo apresentam extinção ondulante (ângulo de extinção menor do que 20º,
encontrando na minoria, maior do que 25º, na maioria), encontram-se quartzo microcristalino, com
óxido/hidróxido de ferro e fraturados e alguns, com suas bordas pouco corroídas pelo
óxido/hidróxido de ferro. A argamassa tem coloração acastanhada, na maioria apresenta boa
adesão com o agregado, porém em algumas porções encontra-se fraturada e sem adesão com o
agregado.
Executado: Ana Lívia Zeitune de Paula Silveira
Geóloga do Laboratório de Solos
Responsável: Cláudia H. de Castro
Chefe do Laboratório de Solos
2
1
3
1
3
2
Análise petrográfica 
de CP de concreto -
Exemplo
José Marques Filho
Microscopia Ótica
José Marques Filho
Microscópio de Luz Refletida
135
marca LEICA
José Marques Filho
MICROSCOPIA ÓTICA DE LUZ REFLETIDA -
DESCRIÇÃO DOS MINERAIS OPACOS
José Marques Filho
Aspecto das Seções Polidas a olho nú
MICROSCOPIA ÓTICA - LUZ REFLETIDA
OBJETIVO:
ESTUDO DOS 
MINERAIS 
OPACOS
José Marques Filho
SULFETOS MAIS COMUNS e PRODUTO FINAL DE 
ALTERAÇÃO
PIRROTITA: Fe7S8 - FeS
PIRITA: FeS
MARCASITA: FeS2
LIMONITA
FeO (OH).nH2O
CALCOPIRITA: CuFeS2
Outros 
sulfetos de 
cobre
LIMONITA
José Marques Filho
1. Identificação dos minerais opacos, ex: óxidos de Fe e Mn; 
sulfetos (pirita, pirrotita, etc); metais nativos (Au,Ag, Pt);
pld
po
cp
pi
pi
Escala = 100 µm Dr. Eike Gierth - 2004
ANÁLISE QUALITATIVA
– apenas identificação mineralógica – 10 a 15 minutos;
MICROSCOPIA ÓTICA - LUZ REFLETIDA
José Marques Filho
Agregados
portadores
de sulfetos
Barragem de Graus - Espanha
(MIEZA, 1998)
MICROSCOPIA ÓTICA - LUZ REFLETIDA
José Marques Filho
• ANÁLISE SEMIQUANTITATIVA – avaliação percentual dos 
minerais presentes, em função de padrões visuais existentes – 20 
minutos.
• ANÁLISE QUANTITATIVA – análise modal ou contagem de pontos –
2 a 3 horas contagem de ≥ 2700 pontos ( novo Software de 
análise de imagem)
MICROSCOPIA ÓTICA - LUZ REFLETIDA
José Marques Filho
Desbaste da superfície em disco 
metálico + carbeto de silício
Montagem de SP de areia 
natural em moldes com resina 
epoxi
Preparação das Seções Polidas
José Marques Filho
Polimento em diversas lixas, seguidas por panos e 
pastas diamantadas de diferentes granulometrias
Preparação das Seções Polidas
José Marques Filho
Microscópio Eletrônico de 
Varredura
José Marques Filho
Introdução
 O MEV é um equipamento que usa um feixe de elétrons de alta 
energia para análise microscópica de fases sólidas. 
 É um processo físico de fácil compreensão e o primeiro 
equipamento data de 1938
 Primeiro equipamento comercial - Cambridge Instruments -
década 60 
Furnas: marca Leica, modelo S440i - 1995
Fonte: Nicole Andrade
José Marques Filho
Característica
 Utiliza incidência de feixe de elétrons em 
amostras ao invés de luz (não é ótico)
 Permite imagens com até 300.000x de 
aumento
 Para estudos em Engenharia civil o aumento 
utilizado máximo é da ordem de 10.000x
146
José Marques Filho
MEV Furnas: marca Leica, modelo S440i - 1995
Fonte: Nicole Andrade
José Marques Filho
Introdução
 Pelas análises no MEV são fornecidas as seguintes informações:
 Topografia: superfície da figura de um objeto, isto é textura; relação direta 
entre a figura e propriedades do material (dureza, refletância, etc)
 Morfologia: A forma e tamanho das partículas que formam um objeto; relação 
direta entre estrutura e propriedade do material (ductibilidade, resistência, 
reatividade).
 Composição: Os elementos e compostos que compõem o objeto e as 
relativas quantidades deles, relacionadas diretamente composição e 
propriedades dos materiais (ponto de fusão, reatividade, dureza, etc)
 Informação cristalográfica: como os átomos são ordenados no objeto; 
relação direta entre ordenação e propriedades do material (conductibilidade, 
propriedades elétricas, resistência, etc). 
José Marques Filho
Permite a análise da microestrutura de diversos materiais:
 Metais
 Polímeros
 Concretos
 Argamassas
 Pastas de cimento
 Rochas e solos
 Outros
MEV
José Marques Filho
Compósitos contendo cimento
Tipos de investigação:
 produtos de hidratação
 porosidade/compacidade
 produtos de reações expansivas
 caracterização química/morfológica das 
fases presentes
MEV
José Marques Filho
 Amostras espessas
 Alta resolução (30Å)
 Grande profundidade de foco (300x melhor do 
que microscópio ótico)
 Imagens tridimensionais
Obs: 1Å ~ 10 -7 mm
Características
José Marques Filho
Funcionamento
 O MEV funciona exatamente como os microscópios 
óticos, exceto que o primeiro usa feixes de elétrons e 
o segundo usa luz para formar a imagem e ganha 
informação como estrutura e composição.
 Os passos básicos que envolvem o SEM são:
 Uma corrente de elétrons é formada por uma fonte de 
elétrons e acelerada em direção à amostra, usando um 
potencial elétrico positivo.
José Marques Filho
 Esta corrente é confinada e focalizada, usando 
aberturas de metal e lentes magnéticas, a um feixe 
monocromático fino e condensado.
 Este feixe é focalizado em cima da amostra usando 
uma lente magnética. 
 Interações ocorrem dentro da amostra irradiada, 
afetando o feixe de elétrons. Estas interações e 
efeitos são detectados e transformados em uma 
imagem.
Funcionamento
José Marques Filho
Poder de Resolução
Objeto 
resolvido
Objeto não
 resolvido
Objeto parcialmente
 resolvido
Sem Resolução Resolução parcial Com Resolução 
José Marques Filho
Poder de Resolução
Tipo de 
observação 
Olho 
nu 
MO MEV MET 
Resolução 100 
m 
 
(0,1 
mm) 

m 

m 
 
(3,0 
nm) 

m 
 
(0,2 
nm) 
 
 
Nota: 1m = 10-3 mm
1nm = 10 Å
José Marques Filho
Microscopia Eletrônica de Varredura
Componentes Básicos 
do MEV
 Coluna ótica-eletrônica
 Fonte de elétrons
 Lentes 
eletromagnéticas
 Câmara para amostra
 Sistema de vácuo
 Bobina de varredura
 Coletores
 Controle eletrônico de sistema 
de imagens
 Amplificador
 Tubo de 
raioscatódicos
F
L 1
L 2
L 3
A
G
AmostraColetor
Fonte: Nicole Andrade
José Marques Filho
Interação Feixe-Amostra e Tipos de Sinais
AMOSTRA
elétrons transmitidos
ElétronsSecundários (SE)
Elétrons Retroespalhados (BSE)
FEIXE INCIDENTE
(elétrons primários)
Raios X
Elétrons Auger
Catodoluminescência
José Marques Filho
Volume Envolvido na Interação Feixe-Amostra 
 Feixe 
Primário
Elétrons Auger
Elétrons Secundários 
 
Elétrons Retroespalhados
Raio-X Característico
Fluorescência
 Superfície 
da Amostra
José Marques Filho
Principais Detetores :
 Elétrons secundários (SE)
 Formação imagens
 Informações topológicas - morfologia dos 
produtos
 Elétrons retroespalhados (BSE)
 Diferentes fases presentes através tons de cinza
 Informações sobre o nº atômico médio das fases
 Raios X
 Identificar e quantificar elementos químicos 
presentes
Micro
scopi
a 
Eletrô
nica 
de 
Varre
dura
José Marques Filho
Micr
osc
opia 
Eletr
ônic
a de 
Varr
edur
a
SE
BSE
José Marques Filho
BSE - DIFERENTES FASES
SE - MORFOLOGIA
José Marques Filho
Microscopia Eletrônica de Varredura
Preparação das Amostras
 Amostras condutoras (não 
necessitam de preparação 
prévia)
 Amostras não condutoras:
 Recobrimento da superfície 
c/ material 
condutor/contato
metalização
porta amostra aterramento
(amostras polidas ou sup. fratura)
José Marques Filho
Detalhe da preparação das amostras para o MEV.
Aterramento com fita de carbono e
revestimento em ouro.
163
José Marques Filho
EDS e WDS
José Marques Filho
Microanálise (RX):
 Análise química de um volume mínimo de 
material, na ordem de 1 mm³ , permitindo 
a identificação dos elementos químicos 
presentes em uma determinada região de 
interesse da amostra (ideal => amostra 
polida)
José Marques Filho
Microanálise (RX):
 Espectrometria por Energia
Dispersiva de Raios- X - EDS -
análise simultânea e rápida (qualitativa
e semi-quantitativa)
 Espectrometria por Dispersão de
Comprimento de Onda de Raios-X -
WDS - análise demorada e mais
precisa (quantitativa)
José Marques Filho
K
N
L
Raios-X
L
K
Elétron Retroespalhado
Elétron Secundário
N
Feixe Incidente
Formação dos Raios-X
José Marques Filho
Espectro de Raios-X através de EDS
-1 0 1 2 3 4 5
0
50
100
150
200
250
Energia (keV) 
cps

Ca
Al
Si
AuMa Ca
Pd
José Marques Filho
Difração de Raios-X
José Marques Filho
DIFRAÇÃO DE RAIOS-X
• VERIFICAÇÃO DO GRAU DE AMORFICIDADE DA
AMOSTRA
• AVALIAÇÃO SEMI-QUANTITATIVA DOS MINERAIS
PRESENTES ENTRE AMOSTRAS SEMELHANTES
• DETERMINAÇÃO DA ESTRUTURA CRISTALINA DOS
MINERAIS (e de compostos orgânicos e inorgânicos
naturais ou sintetizados)
• AVALIAÇÃO QUANTITATIVA DOS MINERAIS
• IDENTIFICAÇÃO DE FASES MINERAIS
( e de compostos orgânicos e inorgânicos naturais ou 
sintetizados)
José Marques Filho
Difratômetro - Marca Siemens
José Marques Filho
ANÁLISE DA AMOSTRA
OBS: Limite de Detecção - Método usual 5%
O DETECTOR:
• tubo contendo um gás nobre (argônio ou criptônio);
•Objetivo: transformar os fótons dos Raios-X em 
pulsos elétricos.
Pulsos amplificador computador
onde são processados e registrados como
DIFRATOGRAMAS
José Marques Filho
Difratômetro de Raios-X e Computador com 
Software para Identificação dos Difratogramas
ANÁLISE DA AMOSTRA
José Marques Filho
Tipos de amostras:
 Solos
 Rochas
 Materiais cimentícios (cimento; escória AF)
 Adições minerais e/ou pozolânicas (ex: sílica 
ativa, cinza de casca de arroz, cinza volante, 
metacaulim) 
José Marques Filho
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
1 - MÉTODO DO PÓ - AMOSTRA NÃO ORIENTADA:
 Pulverização em gral de ágata ou pulverização em moinho de disco orbital
Pulverização da amostra em Moinho de Disco Orbital
José Marques Filho
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
1 - MÉTODO DO PÓ - AMOSTRA NÃO ORIENTADA:
montagem direta no porta-amostras do difratômetro, por
pressão;
Colocação no porta-amostras
Pressão para fixação do pó
Amostra de pó pronta para análise
José Marques Filho
Difratograma de um Mineral Puro: Gipsita
IDENTIFICAÇÃO DE FASES MINERAIS
GIPSITA
33-0311 (*) - Gypsum, syn - CaSO4∙2H2O - Y: 13.02 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Monoclinic - I/Ic PDF 1.8 - 
Operations: Import
Prog. 665 - Reg. 1.0640.04 - Gesso - File: 1,0640,04.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 3.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 1. s - T
Lin
 (C
ou
nts
)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
7,5683
4,2
80
8
3,8
08
2
3,0
61
0
2,8
69
1
2,7
87
2 2,6
85
3
2,5
95
3 2,2
15
1
2,0
80
6
1,9
89
8 1,8
96
1
1,8
10
4
1,7
79
7
1,6
19
1
1,4
57
6
1,3
63
9
 
Valores de d em Å
José Marques Filho
2 - MÉTODO DO PÓ - AMOSTRA ORIENTADA:
Pulverização, seguida de:
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
decantação em proveta 
(segundo a Lei de Stockes)adição de defloculante
José Marques Filho
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
Centrifugação
José Marques Filho
PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
Montagem em 03 lâminas orientadas / amostra
NATURAL GLICOLADA CALCINADA
José Marques Filho
Solo com mineral expansivo
IDENTIFICAÇÃO DE FASES MINERAIS
SOLO 
Operations: Y Scale Add 1955 | Y Scale Add 1000 | Y Scale Mul 1.95
Prog. 660 - Reg. 3.0002.04 - Amostra calcinada - File: 3.0002.04C.raw
Operations: Y Scale Add 818 | Y Scale Add 1000 | Y Scale Mul 2.000
Prog. 660 - Reg. 3.0002.04 - Amostra glicolada - File: 3.0002.04G.raw 
Operations: Y Scale Add 477 | Y Scale Add 500 | Y Scale Mul 1.500 |
Prog. 660 - Reg. 3.0002.04 - Amostra natural - File: 3,0002,04N.RAW -
Operations: Import
Prog. 660 - Reg. 660 - Amostra Integral - File: 3,0002,04I.RAW - Type: 
Li
n 
(C
ou
nt
s)
0
10000
20000
2-Theta - Scale
20 40 60
17
,1
12
4
14,0034
9,
89
73 7,
05
80
4,
98
64
4,
70
69
4,
23
34
3,
55
02
3,
23
85
2,
88
61
2,
80
65
3,
33
60
2,
49
02
1,
99
03
1,
81
84
ES
M
EC
TI
TA
CLORITA
CA
UL
IN
IT
A 
/ C
LO
RI
TA
M
US
CO
VI
TA
Q
UA
RT
ZO
QUARTZO / MUSCOVITA
CL
O
RI
TA
M
US
CO
VI
TA
 / 
ES
M
EC
TI
TA
CL
O
RI
TA
 / 
CA
UL
IN
IT
A
FE
LD
SP
AT
O
M
US
CO
VI
TA
M
US
CO
VI
TA M
US
CO
VI
TA
 / 
CL
O
RI
TA
 / 
ES
M
EC
TI
TA
Q
UA
RT
ZO
 / 
CL
O
RI
TA
DO
LO
M
IT
A
INTEGRAL
NATURAL
GLICOLADA
CALCINADA
José Marques Filho
Reg. 2.0967.2003 - Prof. 3,60 a 4,00m
Op erat ion s : Y S cale M ul 1.409 | Y S cale M ul 1 .667 | Y S ca le M ul 2 .0 00 | Im por t
Pr og. 6 86 - R eg . 2.09 67 .0 3 - am os tra calc in ada - F ile: 2 ,096 7,03 _C .R AW - T ype : 2T h /T h l ocke d - S tar t: 3 .0 00 ° - End : 52 .1 50 ° - Step: 0 .0 50 ° - S te p tim e : 1. s - T em p.: 25 °C (R oom ) - T im e Started : 3 s - 2- T heta: 3.0 00 ° - T h e
Op erat ion s : Y S cale M ul 1.400 | Y S cale M ul 1 .542 | Y S ca le M ul 1 .5 42 | Im por t
Pr og. 6 86 - R eg . 2.09 67 .0 3 - -am os tr a g licol ada - Fi le: 2 ,0 96 7,03_ G.R AW - T ype: 2T h /T h l ocked - S tar t: 3 .0 00 ° - E nd : 70 .0 00 ° - Step: 0 .0 50 ° - S te p tim e : 1. s - T em p.: 25 °C (R oom ) - T im e Started: 6 s - 2-T heta: 3.00 0 ° - T h e
Op erat ion s : Y S cale M ul 1.273 | Y S cale M ul 1 .417 | Y S ca le M ul 1 .1 25 | Im por t
Pr og. 6 86 - R eg . 2.09 67 .0 3 - am os tra n atu ral -Fi le: 2 ,0 96 7,03 _N .R AW - T ype: 2 T h/T h lo cked - S tart : 3 .0 00 ° - E nd : 70 .0 00 ° - S tep : 0 .0 50 ° - S tep t im e: 1 . s - T em p .: 25 °C (R oom ) - T im e Started: 3 s - 2-T h eta: 3.00 0 ° - T h eta: 
Op erat ion s : Im po rt
Pr og. 6 86 - R eg . 2.09 67 .0 3 - am os tra in te gral - F ile: 2 ,096 7,03 _I.R AW - T yp e: 2T h /T h locked - Start: 3.000 ° - En d: 7 0.00 0 ° - Step: 0.050 ° - Step ti m e: 1. s - T em p.: 2 5 °C (R oo m ) - T i m e S tar ted : 3 s - 2 -T heta: 3 .0 00 ° - T h eta: 
Li n
 (C
ou
nt
s )
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
10
,0
83
9
7,2408
5,
05
67
4,
83
86
4,
16
23
3,5898
3,3544
2,
69
71
2,
51
52
2,
38
39
CAOLINITA
CAOLINITA
CA
OL
IN
IT
AILITA
IL
IT
A
G
IB
BS
IT
A
ILITA
HE
M
AT
IT
A
HE
M
AT
IT
A
GI
BB
SI
TA
 / 
CA
OL
IN
IT
A
Solo com argilomineral não expansivo
com colapso da estrutura da Caulinita na análise calcinada
IDENTIFICAÇÃO DE FASES MINERAIS
CALCINADA
GLICOLADA
NATURAL
INTEGRAL
José Marques Filho
VERIFICAÇÃO DO GRAU DE AMORFICIDADE DA AMOSTRA
Difratograma de Amostra Amorfa: Pozolana - CCA
Cinza de Casca de Arroz
Operations: Import
Prog. 636 - Reg. 1.2622.04 - amostra 2 - File: 1,2622,04_am2.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 3.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - 
Li
n 
(C
ou
nt
s)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
Totalmente Amorfa
Reg. 1.2622.2004 - Am 19
14-0260 (I) - Tridymite-20H, syn - SiO2 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - Hexagonal - I/Ic PDF 1. - S-Q 50.0 %
03-0267 (D) - Cristobalite - SiO2 - Y: 50.00 % - d x by: 1. - WL: 1.54056 - I/Ic PDF 1. - S-Q 50.0 %
Operations: Import
Prog. 636 - Reg. 1.2622.04 - amostra 19 - File: 1,2622,04_am19.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 3.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.050 ° - Step time: 1. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 6 s - 2-Theta: 3.000 ° - Theta: 
Li
n 
(C
ou
nt
s)
0
1000
2000
3000
2-Theta - Scale
3 10 20 30 40 50 60 70
4,
72
13
4,
29
34
4,
07
61
3,
22
44
2,
69
76 2,
49
17
2,
01
41
1,
87
90
1,
69
69
1,
43
47
CCA com cristobalita e tridimita
José Marques Filho
CASOS REAIS – EDIFÍCIOS 
EM RECIFE – PROF. TIBÉRIO
Técnicas de Inspeção e Patologia184
José Marques Filho
Introdução
 Em setembro de 2005, após uma escavação para 
dar acessibilidade do edifício principal para o edifício 
anexo, recém construído, foi observado um quadro 
fissuratório intenso em um dos blocos de fundação 
do edifício principal.
 Após a constatação do fato, foram escavados outros 
blocos, os quais apresentaram manifestações 
patológicas similares. 
José Marques Filho
Características Gerais
 Pavimentos : 13
 Idade aproximada da fundação: 12 anos; 
 Fundação profunda, empregando blocos de 
geometrias diversas, com estacas pré-fabricadas 
centrifugadas; 
 Cargas elevadas nos blocos de fundação em função 
dos vãos existentes; 
 Resistência característica à compressão da estrutura 
de concreto de 18 MPa; 
 Laje armada sobre a maioria dos blocos restringindo 
a expansão da face superior horizontal; 
 Alta umidade do solo na época da inspeção. 
José Marques Filho
Características Gerais
José Marques Filho
Características Gerais
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
Índice de fissuração
Bloco Expansão
mm/m
Faces
1 2 3 4 Média
01
Vertical 6,39 3,54 6,18 3,38 4,87
Horizontal 1,65 0,77 1,54 1,61 1,39
02
Vertical 13,42 16,15 13,90 11,90 13,84
Horizontal 3,02 4,42 3,53 2,00 3,24
03
Vertical 13,62 16,25 13,90 9,56 13,33
Horizontal 3,03 4,42 3,53 2,23 3,30
José Marques Filho
Ensaios
 Extração de testemunhos
– Avaliação da profundidade e da direção das fissuras e 
trincas no interior dos blocos;
– Análise petrográfica do concreto;
– Resistência à compressão; 
– Resistência à tração na compressão diametral;
– Módulo de elasticidade;
 Ensaio acelerado das barras de argamassa do 
agregado graúdo extraído dos testemunhos;
 Percentual do teor álcalis solúveis no concreto 
José Marques Filho
Ensaio petrográfico
 Agregado graúdo
– Tipo de Rocha : Metamórfica
– Class. petrográfica: Milonito
– Textura : Milonítica
– Minerais reativos : 
Quartzo deformado com extinção ondulante, quartzo 
recristalizado e quartzo fino. 
– Reatividade Potencial: Ag. reativo 
– Provável pedreira: 
A mais reativa no estudo de identificação do potencial de 
reatividade dos agregados da RMR
José Marques Filho
Fotomicrografia do agregado, onde pode 
ser vista a textura fina dos grãos
José Marques Filho
Ensaios mecânicos
 Resistência à compressão
Dados Bloco 
22 
Bloco 
12
N° de testemunhos 13 08
Res. Média (MPa) 25,0 23,8
Desvio padrão (MPa) 4,0 4,8
Res. Média estimada aos 28 
dias
19,4 18,9
CEB FIP MODEL CODE (1990)
José Marques Filho
Ensaios mecânicos
Test.
Res. à tração na
compressão 
diametral
(MPa)
Res.à tração na 
compressão 
diametral 
estimada
(MPa)
%
F3-A 1,8 2,9 62
F6-A 2,1 2,9 72
F3-B 1,8 2,8 64
DAL MOLIN (1995)
Res. à tração na compressão diametral
José Marques Filho
Ensaios mecânicos
BLOCO
fck
(MPa)
Resistência à 
compressão 
média (MPa)
Módulo 
tangente 
médio 
(GPa)
BP 12 18,0 23,7 12,8
BP 22 18,0 26,8 14,5
O valor obtido é cerca de 57% do estimado
pela NBR 6118/03
Módulo de deformação
José Marques Filho
Ensaio de expansão (ASTM C 1260) 
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32
Dias
Ex
pa
ns
ão
 %
Agregado graúdo extraído do
bloco
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
OUTROS EDIFÍCIOS EM 
RECIFE
Técnicas de Inspeção e Patologia207
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
Edifício comercial no 
centro da cidade
Idade: 25 anos 
abril de 2005
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
Edifício residencial 
Idade: 10 anos
Setembro de 2005
José Marques Filho
Características Gerais
 Pavimentos : 24 (projeto);
 Edifício paralisado na 10ª laje, apenas com a 
alvenaria de periferia;
 Estimativa de que apenas 20% da carga total está
solicitando a fundação;
 Fundação profunda (18 blocos com estacas Franki);
 Armadura inferior dos blocos (tirantes), com 
ancoragem até 2/3 da altura dos blocos; 
 Inexistência de armadura superior (malha); 
 Não foi observado problemas no dimensionamento 
dos blocos; 
José Marques Filho
Características Gerais
 Fundação submersa ao longo dos 10 anos de 
paralisação (condição crítica);
 Resistência do concreto compatível com fck
dos blocos;
 Intensidade variada do quadro fissuratório, em 
função das datas de concretagem e da usina 
concreto. 
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
José Marques Filho
Instrumentação
221 Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho222
O QUE INSTRUMENTAR
QUAL É A PERGUNTA?
QUAL A RESPOSTAQUE POSSO OBTER
O QUE É DISPONÍVEL?
COMO COLOCAR?
Instrumentação
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho223
Instrumentação
Escolha dos instrumentos
Análise e controle das partes que possam ser as 
primeiras a sofrer eventual deterioração
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho224
Instrumentos no concreto
 pêndulos,
 inclinômetros,
 medidores de junta,
 deformímetros,
 tensômetros,
 termômetros, 
 medidores de vazão, 
 células de pressão dinâmica 
 piezômetros de maciço.
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho225
Instrumentos na fundação
 pêndulos invertidos: 
 extensômetros de fundação
 piezômetros de fundação
 medidores de junta
 medidores de vazão
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho226
Principais tipos de sistemas
 sistema de medição por princípio elétrico,
 sistema de medição por corda vibrante 
 sistema de instrumentação por medição 
topográfica e ou geodésica
 sistema de instrumentação por medição direta 
 sistema de instrumentação por fibra ótica 
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho227
Sistemas por medição direta
São baseados em leituras diretas dos 
fenômenos físicos
– piezômetros de tubo aberto ou 
Casagrande
– réguas de medição de nível de água
– Medidores de Vazão tipo ‘V’ com 
leitura direta
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho228
Sistemas por medição topográfica e 
ou geodésica
São baseados na utilização de ferramentas 
topográficas e ou geodésicas
– pinos de referência fixos e móveis
– placas de recalque de medição 
topográfica
– sistema de auscultação geodésica
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho229
Sistemas por princípio elétrico
 Através de curva de calibração relaciona-se 
determinada medição elétrica (ex: voltagem) 
com o fenômeno físico a ser medido
 Podem ser de diversos tipos, por exemplo tipo 
Carlson, Maihak, Warlam, Silva, etc.... Os tipo 
Carlson foram usados intensivamente nas 
barragens brasileiras entre as décadas de 70 a 
90 
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho230
Sistema por corda vibrante
 Através de curva de calibração relaciona-se 
determinada medição de freqüência de uma 
corda vibrante com o fenômeno físico a ser 
medido
 Várias aplicações em barragem de CCR, 
como por exemplo a de UHE Salto Caxias 
(MUSSI et al. 1999)
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho231
Sistemas por fibra ótica
 A medição é feita de diferentes maneiras, porém 
de uma forma geral se utilizam do princípio das 
fibras óticas permitirem o deslocamento de feixes 
de luz
 Inicialmente a instrumentação por fibra ótica era 
utilizada apenas em laminados da indústria 
aeroespacial.
Em fase de Pesquisa e Desenvolvimento com Sucesso
Pesquisas Inovadoras Feitas Hoje no Paraná: UHE Santa Clara 
e Fundão
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho232
Instrumentação de Salto Caxias
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho233
Instrumentação de Salto Caxias
Basicamente corda Vibrante
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho234
Instrumentação de Salto Caxias
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho235
Instrumentação de Salto Caxias
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologia236
Fibra Ótica UHE Fundão
 
José Marques Filho Técnicas de Inspeção e Patologia237
Remediação e Reparo
Correção de Patologia
•Conhecimento do Projeto
•Conhecimento do Comportamento Previsto e seus níveis de alerta
•Documentação Adequada de Não-Conformidades e Soluções
Adotadas
•Avaliação dos Materiais
•Análise do Desempenho e da Instrumentação no Tempo
•Ensaios Complementares
José Marques Filho238
Base de Dados Permanente
 Inventário
 Viabilidade
 Projeto Básico
 Projeto Executivo + Construção
 Comissionamento
 Operação e Manutenção
D
A
D
O
S
S
E
G 
U
R
O
S
FUNDAMENTAL
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho239
José Marques Filho
UFPR-Universidade Federal do Paraná
COPEL Participações
jmarques@copel.com
(41) 3331 4400
Técnicas de Inspeção e Patologia
José Marques Filho240
Fases do Empreendimento
 Inventário
 Viabilidade
 Projeto Básico
 Projeto Executivo + Construção
 Comissionamento
 Operação e Manutenção
ESTUDOS PRELIMINARES
COMPLEMENTAÇÃO
Técnicas de Inspeção e Patologia