Patologias do Concreto

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PATOLOGIAS DO CONCRETO
Laíza Elis Molina
RA: 36853940881
Materiais da Construção Civil II
RESUMO
Este trabalho teve por objetivo estudar as patologias ocorrentes em estruturas de concreto, evidenciando as principais causas e manifestações patológicas e as patologias mais incidentes nestas estruturas, bem como apresentar métodos para identificá-las, baseando-se nas normas técnicas do concreto. 
Palavras-chave: concreto; patologias; estruturas de concreto 
ABSTRACT
This study aimed to exoplore the occurring pathologies in concrete structures, showing the main causes and pathological manifestations and the most incidents conditions in these structures, and present methods to identify, based on the techniques of concrete standards.
Keywords: concrete; pathologies; concrete structures
Introdução
O concreto é o material mais utilizado na construção civil, seja em elementos estruturais ou revestimentos. Visando a necessidade da segurança das edificações é de extrema importância o estudo das principais causas e maneiras de correção das patologias.
Segundo Ambrósio (2004), o desenvolvimento em ritmo acelerado da construção civil, para atender uma demanda cada vez crescente por edificações, sejam elas laborais, industriais ou habitacionais, impulsionado pela própria modernização da sociedade, promoveu um grande salto científico e tecnológico. Esses fatores, muitas vezes estão ligados ao desempenho insatisfatório de algumas estruturas, em função de falhas involuntárias, imperícias, materiais mal empregados, envelhecimento ao longo dos anos, etc. As patologias em edificações são os principais problemas que comprometem a vida útil das construções.
Emprestamos termos da Medicina para tratar sobre assuntos relacionados às patologias. Patologia, diagnóstico, prognóstico, profilaxia, terapia, enfim, todas empregadas para o vasto elenco das "doenças do concreto", que tantos prejuízos trazem à construção civil. Assim como ocorre as doenças em seres humanos, os ataques químicos e ambientais acontecem quando o concreto se torna vulnerável, com baixa resistência, geralmente pela alta porosidade, fissuração e insuficiente cobrimento de armaduras. É como se a maioria das estruturas estivessem abertas para os mais diversos agentes agressores, que apenas aguardam a oportunidade perfeita para causar danos.
Segundo o especialista Piacanstelli (2005), 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”.
Fundamentação teórica
Mesmo nos dias de hoje, com maior controle e tecnologia em materiais e técnicas construtivas, as patologias ocorrem por diversos fatores:
- Cobertura insuficiente de armaduras;
- Falhas na execução;
- Ambientes agressivos (contato com água do mar e produtos químicos)
- Falhas no projeto e/ou incompatibilidade entre projetos;
- Sobrecargas, impactos, excessos de vibração;
- Retração hidráulica e térmica;
- E inúmeras outras causas.
Segundo Souza e Ripper (1998), o estudo da patologia das estruturas leva os problemas patológicos a serem classificados como simples, cujo diagnóstico e inspeção são evidentes, e complexos, que exigem uma análise individualizada e pormenorizada. 
Na fase do projeto, Souza e Ripper (1998) ainda salienta que podem ocorrer falhas desde o lançamento do concreto até o projeto executivo.
Falhas originadas por projetos incompletos ou deficientes, são causadoras de problemas patológicos graves.
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.
PRINCIPAIS CAUSAS DE PATOLOGIAS NO BRASIL:
Tabela 1- Fonte: http://www.aecweb.com.br/cont/m/rev/patologias-do-concreto
Cerca de 51 por cento das patologias ocorrem na execução das obras, fato provavelmente ocasionado pela falta de mão de obra qualificada e por técnicas construtivas ultrapassadas, e também pela ânsia de terminar as obras e entrega-las dentro de prazos, deixando muitas vezes de lado a qualidade final da edificação.
São listadas na Tabela 2, as principais causas patológicas no concreto pelo mundo, sendo possível observar que a principal causa patológica se deve a fase de execução dos projetos, ou seja, pode-se evitar incidentes patológicos ainda no planejamento, reduzindo-se assim custos e desperdícios com materiais e futuros reparos.
Tabela 2 - Fonte: Souza e Ripper (1998)
Outro fator que proporciona o surgimento de patologias nas construções é a falta de controle de qualidade dos materiais utilizados, fornecidos por indústrias que não seguem as exigências estabelecidas pelas normas do concreto.
O concreto é definido como um composto de cimento, agregados miúdos (areia), agregados graúdos (brita) e água, podendo conter aditivos, que são elementos químicos que modificam as propriedades da reação do concreto. 
O concreto é um material de grande utilidade na construção civil, pois permite a moldagem de peças no formato imaginado, por ser flexível e possuir resistência à compressão, resistindo a grandes esforços. 
Porém o concreto não resiste bem à tração, por isso aço/concreto é uma excelente combinação para a construção civil, tendo em vista que o concreto resiste à compressão e o aço resiste a tração; sendo possível pois os dois materiais têm os coeficientes de dilatação muito próximos, permitindo que se dilatem ou se contraiam praticamente na mesma proporção, formando o conjunto denominado concreto armado. 
Concretagem segundo a NBR
Primeiramente estudaremos as normas dos ensaios necessários para o recebimento ou controle do concreto nas obras, sendo a primeira 
NBR NM 67 – Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone, que se refere ao ensaio “Slump Test”, parte do controle tecnológico para verificarmos se o concreto possui as características adequadas e exigidas pelo projeto, a fim de alcançar a resistência desejada. A importância do controle de sua consistência antes do lançamento evita que haja dificuldades na moldagem caso o concreto esteja seco, com ausência de agua necessária, pode ocorrer segregação dos agregados. Por outro lado, um concreto muito fluido indica excesso de água, o que altera a relação água/cimento e consequentemente compromete a resistência do mesmo.
Caso ocorra o uso de aditivos, o abatimento pode ser afetado sem alterar a resistência, portanto a resistência do concreto só pode ser confirmada após o rompimento dos corpos de prova, moldados sob a norma NBR 5738/2003 – Procedimento para moldagem e cura dos corpos de prova.
É importante que haja o acompanhamento paralelo dos corpos de prova e da estrutura concretada, esperando que nos dois casos os processos de cura estejam completos, para que o concreto apresente as características especificadas pelo calculista e para que os corpos de prova atestem as mesmas nos prazos estabelecidos pela norma, permitindo a conclusão segura a respeito da concretagem da estrutura. 
Sendo a concretagem uma das principais etapas para a construção dos elementos de concreto, estuda-se a norma NBR 14931/04 - Execução de estruturas de concreto – Procedimento, para que as etapas sejam executadas de maneira correta. 
Para início da concretagem, segundo o item 9.3 da NBR 14931/04, antes de realizar a concretagem de cada elemento estrutural da obra, deve-se criar um plano de concretagem contendo:
- Quantidade de concreto necessário para cada elemento a ser concretado; 
- Área concretada x tempo de trabalho;
- Sincronia entre o lançamento,o adensamento e o acabamento;
- Localização das juntas de concretagem (previsão);
- Controle do número de trabalhadores e de equipamentos que serão utilizados.
É importante respeitar as temperaturas ideias para o lançamento do concreto, entre 5°C e 35°C, não devendo se realizar a concretagem com temperaturas inferiores a 0°C num prazo de 48 horas, ou superiores a 40°C ou em dias com ventos acima de 60m/s. Caso ocorra a concretagem nessas condições não recomendadas, é necessário que sejam tomadas medidas para que se evite a perda de água. 
Em temperaturas acima das recomendadas, o concreto pode sofrer alterações em suas reações químicas, causando por exemplo, o aumento da retração e com isso, originar o aparecimento de fissuras com até dez centímetros de profundidade (MARCELLI, 2007), havendo a possibilidade de infiltrações, podendo gerar patologias no concreto e em sua armadura.
Segundo Marcelli (2007), a presença de ventos fortes e elevadas temperaturas, faz com que o concreto perca rapidamente a água, cerca de 0,8 kg de água por m²/hora por m² de superfície de concreto. 
Em temperaturas abaixo de 0°C, a água entra em estado sólido, formando cristais que expandem e impedem as ligações químicas entre as partículas sólidas, diminuindo consideravelmente a resistência do concreto lançado. 
Com relação ao tempo de sua duração, o item 9.4 da NBR 14931/04 informa que o tempo máximo de duração do concreto é de duas horas e meia, contando a partir do momento em que a água entra em contato com o cimento. Concretos com tempo superior a duas horas e meia devem ser descartados.
Após o lançamento, o concreto deve ser adensado através de vibração ou apiloamento, fazendo com que preencha toda forma sem segregar, tomando o cuidado de não vibrar as armaduras. A vibração incorreta pode ocasionar perda de resistência no determinado ponto da peça estrutural, além de causar porosidade, tornando o concreto mais permeável.
Após a concretagem, inicia-se o período de cura do concreto, etapa em que o concreto endurece, atinge sua forma final e resistência.
Segundo o item 10.1 da norma, é necessário que alguns cuidados sejam adotados. Protegê-lo contra os agentes prejudiciais é de extrema importância, tais como mudanças bruscas de temperatura, chuvas forte e águas torrenciais, congelamento da superfície, contato com agentes químicos e choques e vibrações de grande intensidade.
Granato (2012) relaciona algumas formas de auxiliar na cura do concreto: 
− Cobertura com sacos de aniagem permanentemente úmidos; 
− Emprego de líquido de cura, produtos de baixa permeabilidade à água e ao vapor de água, que pulverizados sobre o concreto formam uma película plástica (a qualidade dos produtos varia, desde os menos eficientes, à base de parafina, até os de melhor qualidade, à base de neoprene e outros polímeros); 
− Cobertura com lençóis plásticos estendidos sobre o concreto, com lâmina de água colocada no seu interior. 
Diagnóstico das Patologias
Para que patologias sejam diagnosticadas em uma edificação, é necessário conhecer suas formas de manifestação bem como os processos de surgimento e seus causadores, e definir qual etapa da vida da estrutura houve predisposição para os agentes, podendo definir qual a origem das patologias.
As manifestações ocorrem normalmente nas partes externas das estruturas. No entanto, existem partes externas que não são facilmente 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. Segundo Piancastelli (2005), nesses locais, os chamados danos ocultos só são detectados se forem programadas e executadas inspeções específicas.
Primeiramente, é necessário que haja uma inspeção no local feita por profissional habilitado que utiliza de testes simples para obter o maior número possível de informações e poder definir qual quadro se encontra determinada patologia.
O levantamento da evolução do problema ocorre quando os dados obtidos na inspeção não são suficientes para um diagnóstico preciso. 
Informações obtidas através de contato com operários, técnicos, projetistas, fiscalização e vizinhos também são importantes. Também é recomendado o uso de informações formais, projetos, memórias de cálculo, especificações de serviços e materiais, notas fiscais, contratos, diários de obra, cronogramas, etc.
Se essas informações colhidas não forem suficientes, é recomendado a elaboração de exames complementares que possibilitem a obtenção de informações mais relevantes.
De acordo com cada patologia, são executados in loco ou em laboratórios, exames físicos, químicos ou biológicos. A análise coerente só poderá ser realizada após conhecimento da resolução e de possíveis erros de cada tipo de exame.
Exames laboratoriais determinam através de ensaios, características mecânicas, tais como resistências à tração, compressão e à abrasão e impactos, elasticidade e aderência; e características físicas, tais como densidade, permeabilidade, porosidade, absorção, dilatação térmica, condutibilidades térmica e elétrica, bem como também poderá ser realizada a reconstituição do traço utilizado para o concreto em questão, e também a verificação da presença de elementos compostos químicos (cloretos, sulfetos, sulfatos, óxidos de enxofre) e micro-organismos. É possível também analisar o desempenho e comportamento estrutural da edificação.
Exames in loco são realizados na edificação podendo ser não destrutivos ou destrutivos.
Exames não destrutivos:
- Esclerometria: realiza a avaliação da dureza superficial, identificando à resistência do concreto à compressão;
Figura 1 - Fonte: www.cnengenharia.com.br
− Ultrassonografia: realiza a verificação da estrutura interna e estima resistência e módulo de elasticidade; 
Figura 2 - Fonte: www.cimentoitambe.com.br
− Pacometria: avalia o cobrimento da armadura e estima bitolas das armaduras; 
Figura 3 – Fonte: www.pcc.poli.usp.br
− Sonometria: verifica a aderência entre os materiais; 
− Resistividade e potencial eletroquímico: determinam o potencial de corrosão; 
− Raio X: verifica a estrutura interna; 
− Gamagrafia: verifica a estrutura interna; 
− Sondagem sônica: verifica a integridade do concreto em estruturas enterradas; 
− Prova de carga: avalia o comportamento e desempenho da estrutura de concreto.
Figura 4 - www.teknier.com.br
Os exames destrutivos são: 
− Extração de corpos de prova para a determinação de resistências, módulo de elasticidade, etc.; 
Figura 5 - Fonte: www.paulofilhoengenharia.com.br
− Ensaios de arrancamento, avaliação de aderência entre materiais e estimativa das resistências.
Após o diagnóstico final, o profissional opta por corrigir a patologia, impedir ou controlar sua evolução, ou ainda estimar o tempo de vida útil da estrutura, limitando sua utilização ou decretando a demolição.
Patologias do Concreto: principais manifestações
Através da Tabela 3, pode-se observar as principais manifestações patológicas do concreto.
Tabela 3 - Fonte: Souza e Ripper (1998)
A seguir, apresenta-se as definições, causas e possíveis soluções de uma das principais manifestações patológicas aqui estudadas.
6. Fissuras e trincas
Figura 6 - Fonte: www.plantasdecasas.com.br
Na Tabela 4, pode-se observar a relação de tempo desde a concretagem com o aparecimento de fissuras no concreto.
Tabela 4 - Fonte: Granato (2012)
Fissuras formadas por cargas são devidas aos esforços provenientes das cargas atuantes na peça de concreto, tais como flexão, compressão, torção, etc.
 As fissuras causadas por esforços de tração são, em geral, ortogonais à direção do esforço e atravessam toda a seção. O material concreto é muito suscetível a esse tipo de fissura, pois a resistência à tração deste material é muito pequena.
As fissuras causadas por esforços de compressão são, em geral, paralelas a direção do esforço. Quando o concreto é muito heterogêneo, as fissuras podem cortar-se segundo ângulos agudos. As fissurasdevidas ao esforço de compressão se fazem visíveis com esforços inferiores ao de ruptura, e aumentam de forma contínua.
Fissuras provenientes de flexão começam no bordo tracionado das peças e avançam em direção à linha neutra. Este tipo de fissura tem abertura variável: são mais abertas no bordo tracionado da seção e vão diminuindo de abertura à medida que chegam perto da linha neutra.
As fissuras causadas por esforço cortante são, em geral, inclinadas (entre 30° e 45°, aproximadamente), atravessam toda a peça, e são localizadas próximas aos apoios dos elementos (regiões de força cortante grande).
A reação álcali-agregado é definida por Silva (2007), como uma reação química que ocorre na massa de concreto, entre alguns constituintes mineralógicos do agregado e os hidróxidos alcalinos que estão dissolvidos na solução dos poros do concreto. Como resultados da reação e em presença da umidade são formados produtos que se expandem, podendo provocar fissuração, perda de resistência, aumento da deformação, perda de funcionalidade e interferência na durabilidade da estrutura. 
As fissuras causadas pela corrosão da armadura tendem a aparecer ao longo das barras em processo de oxidação. O emprego de cobrimento adequado e um concreto compacto dificultam o processo de corrosão das armaduras, e, por conseguinte, amenizam, ou mesmo impedem, o problema da fissuração causada pela oxidação da armadura.
Contração térmica é um processo mais comum em superfícies extensas, como lajes e paredes, com fissuras paralelas entre si e criando ângulos de aproximadamente 45° com os cantos, sendo superficiais, na grande maioria dos casos. Entretanto, em função da 
esbeltez das peças em questão, pode ocorrer o seccionamento das mesmas.
A retração plástica normalmente ocorre em lajes, próximas à superfície horizontal, no concreto fresco e por causa da tensão capilar da água nos poros de concreto. Acontece nas primeiras duas a quatro horas depois da mistura do concreto, logo após o brilho da pasta úmida desaparecer. São paralelas entre si, formam ângulos de 45° com os cantos e são distanciadas de 20 a 100 cm. 
Há também a ocorrência de fissuras relacionadas a recalques. De forma geral, os recalques nos pilares geram fissuras de abertura variável nas vigas ligadas a eles, sendo estas aberturas maiores na parte superior das vigas. As fissuras decorrentes dos recalques dependem da magnitude destes. As fissuras por recalque serão ainda mais significativas quando as armaduras forem deficientes ou mesmo quando estas estiverem mal posicionadas no elemento.
 
6.1. Reparos em Fissuras
Figura 7 - Fonte: www.workalp.com.br
Nos reparos de fissuras, deve ser determinado se elas são ativas ou inativas. As fissuras causadas por retração hidráulica, recalques estabilizados e juntas de concretagem mal executadas podem ser tratadas como inativas. Em muitos casos, devidas a esforços excessivos, principalmente se forem efetuadas intervenções de reforço, podem ser entendidas como inativas. Já as fissuras ativas funcionam como ‘juntas naturais’ da estrutura, devendo, portanto, ser tratadas como tal. As causadas por variação de temperatura são o exemplo típico. Se o agente causador da fissura não mais atua, ela pode ser tratada como inativa, caso contrário, como ativa. Por outro lado, considerado apenas o aspecto de comportamento do reparo, qualquer fissura pode ser tratada como ativa.
Os reparos em fissuras inativas implicam na restauração da monoliticidade do concreto. Consistem, portanto, na aplicação de produtos (adesivos) capazes de promover a aderência entre os concretos de suas duas faces. Isto pode ser feito por gravidade ou por injeção sob pressão (ar comprimido), conforme o caso.
Os reparos em fissuras ativas (ou inativas com monoliticidade não exigida) feitos por juntas de dilatação é recomendado que as novas juntas sejam vedadas com mastiques ou outros materiais elásticos, impedindo a penetração de materiais que impeçam sua livre movimentação (pó, areia, brita etc.) ou que sejam nocivos ao concreto (água, óleos, fuligens etc.).
Figura 8 - Fonte: www.alzata.com.br
Os reparos especiais são aqueles nos quais é inviável a execução de técnicas padronizadas. Nesses casos, são empregadas combinações de técnicas, algumas delas com adaptações. Procedimentos alternativos são também utilizados.
Conclusão
A partir do estudo é possível concluir que o tema é de grande importância para a área da construção civil. Segurança, maior durabilidade de estruturas e a prevenção de gastos indesejados faz com que o tema seja obrigatório em qualquer currículo acadêmico. 
As causas das patologias são as mais diversas, mas grande parte delas podem ser evitadas ainda na fase da execução. A qualidade de uma edificação depende não só de um bom projeto, mas de cuidados específicos em sua execução, que futuramente fazem toda diferença. 
O cumprimento das normas relacionadas é primordial pela importância das estruturas nos processos construtivos, englobando as características de resistência e segurança que devemos proporcionar aos usuários.
Este trabalho, de cunho eminentemente teórico, teve por objetivo destacar as principais manifestações patológicas nas estruturas de concreto, desde a verificação dos procedimentos das normas até os métodos de diagnóstico necessários para identificar uma patologia, finalizando com um exemplo recorrente na maioria das obras e as soluções indicadas
Referências
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 67 - Determinação da consistência pelo abatimento do tronco de cone, Rio de Janeiro, ABNT,1998.
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS
, NBR 14.931, Execução de estruturas de concreto 
– Procedimento. Rio de Janeiro, ABNT, 2004. 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS
, NBR 5738, Procedimento para moldagem e cura 
de corpos-de-prova. Rio de Janeiro, ABNT, 2003. 
AMBRÓSIO, THAIS DA SILVA - Patologia, tratamento e reforço de estruturas de concreto no metrô de São Paulo. Trabalho de conclusão de curso: São Paulo, 2004.
PIANCASTELLI, E. M - Patologia e terapia das estruturas - uma visão global. Belo Horizonte: UFMG, 2005. 
SOUZA, V.C.M.; RIPPER, T - Patologia recuperação e reforço da estrutura de concreto, São Paulo, Editora 
PINI, 1998. 
MARCELLI, M - Sinistros na construção civil.São Paulo: Pini, 2007. 
GRANATO, J. E - Patologia das construções. São Paulo: AEA Cursos, 2012. 
SILVA, P. N.- Reação álcali - agregado nas usinas hidrelétricas do complexo Paulo Afonso/CHESF. Dissertação de Mestrado em Engenharia de Construção Civil.Universidade de São Paulo, 2007.